• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집B
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• pp.383-387
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• 2001

A mechanism of hovering flight of small insects which is called the Weis-Fogh mechanism is applied to ship propulsion. A model of the propulsion mechanism is based on a two-dimensional model of the Weis-Fogh mechanism and consists of one or two wings in a square channel. A model ship equipped with this propulsion mechanism was made, and working tests were performed in a sea. The model ship sailed very smoothly and the moving speed of the wing was small compared with the advancing speed of the ship.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권9호
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• pp.759-765
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• 2016

This paper presents the principle, dynamics modeling and control, hardware implementation, and flight test result of a hybrid-type unmanned aerial vehicle (UAV). The proposed UAV was designed to provide both hovering and fixed-wing type aerodynamic flight modes. The UAV's flight mode transition was achieved through the attitude transformation in pitch axis, which avoids a complex rotor tilt mechanism from a structural and control viewpoint. To achieve this, a different navigation coordinate was introduced that avoids the gimbal lock in pitch singularity point. Attitude and guidance control algorithms were developed for the flight control system. For flight test purposes, a quadrotor attached with a tailless fixed-wing structure was manufactured. An onboard flight control computer was designed to realize the navigation and control algorithms and the UAV's performance was verified through the outdoor flight tests.

• 한국정보기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.49-56
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• 2018

4차 산업혁명 시대가 도래하면서 무인항공기의 활용에 대한 관심이 급증하고 있다. 드론을 활용한 다양한 기술개발이 이루어지고 있는 가운데 드론의 비행 제어는 가장 기본이 된다. 드론의 비행제어 중 특히 자율비행을 가능하게하기 위해서는 호버링 제어가 필수적이다. 본 논문에서는 드론의 호버링 제어를 위해 ATmega2560과 소나, Optical Flow, 가속도/자이로 6축 센서를 바탕으로 드론을 설계하고 PID 제어를 기반으로 한 수평제어, 고도제어, 위치 추적 및 고정 알고리즘을 개발하였다. 본 연구에서는 드론의 객관적인 결과를 측정하기 위하여 시간에 따라 드론이 이륙하는 직후부터 고도를 유지하고 위치를 고정하고 안정적인 호버링을 유지할 때까지의 이동 값을 측정하여 비교 분석 하였다. 실험결과 드론은 기준좌표의 50cm 상공에서 수평 4cm, 수직 2cm 이내에서 안정적으로 호버링 할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권3호
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• pp.32-37
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• 2015

무인항공기는 조종사 없이 지상에서의 원격조종에 의해 스스로 비행하는 비행체이다. 하지만 무인항공기는 제어가 쉽다는 장점이 있지만, 어떤 한 지점 위를 정지하여 비행하는 호버링 기능을 할 수 없다는 단점이 있다. 그에 비해 무인항공기 중 하나인 쿼드콥터는 동작원리가 간단하고 호버링이 가능하고, 비행의 안정성이 높다는 장점이 있다. 본 논문에서는 쿼드콥터의 안정화 비행을 위한 PID 제어 방식과 Fuzzy 제어 방식을 이용하는 비행 안정화 알고리즘을 제안한다. 본 시스템은 자이로 센서와 가속도 센서의 결합을 통해 드론의 현재 자세 값을 알아낸 후 자세 제어 알고리즘을 통해 안정화 비행을 실시한다. 또 GPS 센서를 이용하여 현재의 위치를 외부조작 없이 유지하는 위치고정 모드를 제안한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.384-388
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• 2007

Aerodynamic characteristics of Coleoptera species of Epilachna quadricollis and Allomyrina dichotoma are experimentally and numerically investigated. Using digital high speed camera and smoke wire technique, we visualized the continuous wing kinematics and the flight motion of free-flying coleoptera. The experimental visualization shows that the elytra flapped concurrently with the main wing both in the downstroke and upstroke motions. The wing motion of Epilachna quadricollis was captured and analyzed frame by frame to identify the kinematics of the wings and to implement it in the movement of a model wing (thin plate) in the simulation. The two-dimensional simulation of Epilachna quadricollis hovering flight was performed by assuming the wing cross section shape as a thin plate, even though most of insect's wings are made of curved corrugated membrane. The effect of Reynolds number are investigated by the simulation. Meanwhile, in order to investigate the role and effect of elytra, the flow visualization of Allomyrina dichotoma was carried on using smoke wire visualization technique. Here, we confirmed that the vortex generated by elytra due to its movement is strongly influence the vortex dynamic generated by hind wings.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권10호
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• pp.761-769
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• 2013

헬리콥터의 후류가 공기력에 미치는 영향은 매우 크다. 하지만 후류의 형상은 매우 복잡하며 예상하기 힘들다. 본 연구에서는 수치적인 방법을 통하여 후류를 자세히 관찰할 것이다. 후류에서의 와류를 자세히 관찰하기 위한 수치적 방법으로는 와류격자법과 자유후류법을 사용하였다. 본 연구에서 제자리 비행에서의 후류 형상을 관찰하였다. 적절한 추력계수를 갖는 제자리 비행에서는 익단 와류 뿐 아니라 블레이드의 안쪽에서 발생하는 counter-rotating vortex도 관찰할 수 있다. 이러한 와류들이 아래로 내려가면서 익단 와류와 counter-rotating vortex가 서로 가까워지며 서로에게 영향을 끼치게 된다. 이에 따라 와류들은 자체적인 불안정성으로 인해 형상이 변한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.448-453
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• 2023

소형 쿼드콥터 드론의 제작이 다양화되고, 고속 처리가 가능한 MCU의 보급으로 인해 FC에 멀티 센서가 장착되면서, 단순 동작이 아닌 특수 목적의 동작을 수행할 수 있는 소형 드론이 구현되었다. 드론에 장착된 FC 안의 IMU를 통하여 호버링과 자세제어 그리고 위치 이동 제어를 할 수 있었으나, 복잡구조를 갖는 폐쇄된 건물 안에서 GPS 연결과 영상통신이 불가능한 경우는 제어가 쉽지 않다. 본 연구에서는 이러한 공간에서 고저 변화가 있는 장애물을 만났을 경우, Lucas-Kanade 방법을 이용한 optical flow와 IR 센서를 이용하여 스스로 장애물을 넘어서 자율 비행을 수행하는 방법을 제안하였다. 실험을 통하여 안정적인 호버링 동작과 폐쇄 공간의 복잡구조를 대신하는 계단에서, 드론의 고저 비행은 주변의 외적 영향에 의한 허용 오차 10[cm] 이내로 98%의 성공률을 보이며 오르고 내리는 신뢰성 있는 자율 비행이 이루어지는 것을 확인하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권8호
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• pp.53-59
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• 2022

In this study, an experimental device was fabricated to evaluate the hovering flight performance of a single rotor on a hexacopter used for river surveillance, and a thrust performance test was conducted. In addition, the 3D profile of the propeller was extracted by 3D scanning and CFD analysis was performed using ANSYS CFD 14.5 based on the extracted 3D model of the propeller. The aerodynamic characteristics were compared with the results of the performance tests and CFD analysis, and the vortex structure corresponding to each motor rotational speed in revolutions per minute (rpm) was identified. In the future, we plan to provide valuable data for multicopter propeller design and performance verification.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1992년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 19-21 Oct. 1992
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• pp.344-348
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• 1992

This paper describes a procedure to design a hovering flight controller for a model helicopter using LQG theory. Parameters of the model helicopter in hover are obtained using direct measurements and calculations proposed by other research. A feedback co is by using digital LQG theory. First, a full state feedback controller is designed to the discretized system taking desirable transient response and other assumptions into account. Then a full-state estimator is designed and revised until desirable response is obtained while global stability is maintained. Performance of the controller is tested by computer simulations. Experiments have been performed using a 3-degree-of-freedom gimbal that holds the model helicopter, and the controller exhibited stable hover capability.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.101-107
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• 2007

A coaxial rotor flying robot is developed for surveying and reconnoitering various circumstances under calamity environment. The robot has two contrarotating rotors on a common axis, an embedded microcontroller, an IMU(Inertial Measurement Unit), an IR sensor for height control, a micro camera for surveillance, ultrasonic position sensors and wireless communication devices. A bell-bar mounted on the top of the upper rotor hub increases stability and improves flight performance. In this paper, we present a dynamic model of a coaxial rotor flying robot and design an embedded controller far the robot, and implement them to control the developed flying robot. Experimental results show that the proposed controller is valid for autonomous hovering and position control.