• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.87-87
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• 2000

In this paper, an integrated design of fault detection, diagnosis and reconfigurable control tot multi-input and multi-output system is proposed. It is based on the interacting multiple model estimation algorithm, which is one of the most cost-effective adaptive estimation techniques for systems involving structural and/or parametric changes. This research focuses on the method to recover the performance of a system with failed actuators by switching plant models and controllers appropriately. The proposed scheme is applied to a fault tolerant control design for flight control system.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제7권3호
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• pp.140-148
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• 2004

Fault detection and isolation(FDI) and reconfigurable flight control system provide better survivability even though actuator faults occur. In this study, a new fault detection and isolation algorithm is proposed using fuzzy logic. When the FDI system detects the actuator fault, the fuzzy logic investigates the state variables to find which actuator has fault. Proposed fuzzy detection algorithm detect not only a single fault but also multiple faults. After detecting the fault, the reconfigurable flight control system begins operating for compensating the effects of the fault. A numerical simulation using six degree-of-freedom nonlinear aircraft model is performed to verity the performance of the proposed fault detection and isolation scheme.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제55권12호
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• pp.518-525
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• 2006

This paper presents the adaptive robust control method for the flight control systems with model uncertainties. The proposed control system can be composed simply by a combination of the adaptive dynamic surface control (DSC) technique and the self recurrent wavelet neural network (SRWNN). The adaptive DSC technique provides us with the ability to overcome the 'explosion of complexity' problem of the backstepping controller. The SRWNNs are used to observe the arbitrary model uncertainties of flight systems, and all their weights are trained on-line. From the Lyapunov stability analysis, their adaptation laws are induced and the uniformly ultimately boundedness of all signals in a closed-loop adaptive system is proved. Finally, simulation results for a high performance aircraft (F-16) are utilized to validate the good tracking performance and robustness of the proposed control system.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제4권1호
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• pp.1-8
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• 2003

In this paper, a reconfigurable flight control system is designed by applying the sliding mode control scheme. The sliding mode control method is a nonlinear control method which has been widely used because of its merits such as robustness and flexibility. In the sliding mode controller design, the signum function is usually included, but it causes the undesirable chattering problem. The chattering phenomenon can be avoided by using the saturation function instead of signum function. However, the boundary layer of the sliding surface should be carefully treated because of the use of the saturation function. In contrast to the conventional approaches, the thickness of the boundary layer of our approach does not need to be small. The reachability to the boundary layer is guaranteed by the sliding mode controller. The fault detection and isolation process is operated based on a sliding mode observer. To evaluate the reconfiguration performance, a numerical simulation using six degree-of-freedom aircraft dynamics is performed.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.35-44
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• 2006

항공기 비행 시, 조종면에 고장이 발생하였을 때 이를 검출하여 제어기를 수정하거나 다른 제어기로 전환하는 방식을 주로 사용한다. 본 논문은 작동기에 고장 발생시 임의의 고장검출 알고리듬을 사용하여 고장을 검출하여, 제어기를 수정/전환하는 방식을 사용하지 않고, 신경회로망과 PCH(Pseudo-Control Hedging) 기법을 이용하여, 발생된 고장정도에 따라 제어기 스스로 판단하여 대체 조종면으로 보상해 주는 재형상 비행제어법칙을 제시한다. 제어시스템은 DMI(Dynamic Model Inversion) 기법을 적용한 내부루프(SCAS : Stability Command Augmentation System)와 Coordinate Turn을 위한 Y축 가속도 피드백 외부루프로 구성한다. 특히 고장 보상을 위해 작동기 포화를 방지하는 PCH 기법을 이중으로 적용하였다. 끝으로 몇 가지 고장상황에 따른 시뮬레이션을 통해 그 가능성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권9호
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• pp.711-723
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• 2017

본 연구에서는 재형상 특성을 지닌 유기적 비행 어레이의 비행 제어 시스템 설계에 대한 내용을 제안하였다. 단일 덕티드팬의 결합과 분리를 기반으로 구성되는 유기적 비행어레이는 주어진 임무나 주변 상황에 대해 유기적으로 어레이 형상을 변화시킬 수 있는 장점을 가진다. 이와 더불어 덕티드팬 비행체 기반이기 때문에 호버링이 가능하여 실내 정찰, 통신 중계, 레이더 재밍과 같은 미션에 유용하게 사용 된다. 비행 어레이의 동역학모델링은 단일 덕티드팬 비행체의 동역학 모델을 기반으로 구성되며, 비선형 제어기법을 적용하기 위해 어파인 형태의 동역학 식에 대한 유도를 수행한다. 비행체 자세 제어를 위해 Backstepping 제어기법을 적용하였으며 PID 제어기법을 통해 위치 제어 루프를 구현한다. 또한 수치 시뮬레이션을 통해 제안 된 제어기가 주어진 상황에서 충분한 성능을 보이는지를 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제8권11호
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• pp.928-934
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• 2002

A natural way to cope with fault tolerant control (FTC) problems is to modify the control parameters according to an online identification of the system parameters when a fault occurs. However. due to not only difficulties Inherent to the online multivariable identification in closed-loop systems, such as modeling errors, noise or the lack of excitation signals, but also long time requirement to identify the post-fault system and implemeutation of control problems during the identification process, we propose an alternative approach based on the observer-based fault detection and isolation (FDI) and model reference adaptive control (MRAC). The proposed robust fault diagnosis method is based on a bank of observers. We also propose a model reference adaptive control with changeable reference models according to the occurred faults. Simulation results of a flight control example show the validity and applicability of the proposed algorithms.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권11호
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• pp.999-1005
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• 2007

공력미계수에 대한 실시간 추정은 비정상적인 조종면 작동의 경우, 고장에 대한 정보를 분석하여 비행임무를 계속 수행하거나 본부로 회항비행을 지속할 수 있도록 하는 재형상 제어를 위해 필요하다. 본 논문에서는 고장허용제어시스템에 대한 기반 연구로서 무인비행기 안전성 향상을 위하여 조종면 작동불능과 같은 고장에 대해 검출 방법을 제시하였다. 조종면 고장검출을 위한 실시간 시스템식별 알고리듬은 퓨리에 변환기법을 사용하였으며 프로그램 성능 및 검증을 위해 HILS 시험을 수행하였다. 고장 조종면은 피칭모멘트, 요잉모멘트, 롤링모멘트에 대한 조종면 효과를 나타내는 조종미계수들을 실시간 추정하여 정상상태의 값과 비교하여 검출된다. 비행시험 결과를 통해 고장상태의 조종미계수 값은 정상상태의 값보다 작다는 것을 정량적으로 확인하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제8권1호
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• pp.79-86
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• 2007

In this paper, an adaptive control algorithm using system identification is proposed for an aircraft fault tolerant control system. A discrete state-space system is reformulated to be the ARX model which has the advantage in handing variable structure systems. Discrete model reference adaptive control is used to make the output of fault system follow the output of reference model. To validate the performance of the proposed control scheme, numerical simulations are performed for the high performance aircraft with control surface damage.