• 대한기계학회논문집A
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• 제23권6호
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• pp.931-942
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• 1999

This paper develops a 3 DOF vehicle model which includes lateral, roll and yaw motion to study a 4WS vehicle. The model is used for the simulation of a 4WS vehicle behavior, and to derive a control algorithm for rear wheel steering. This paper uses a feedforward plus feedback control scheme to compute a rear wheel steering angle. The feedforward control scheme for computing the first rear wheel steering angle uses a gain which is acquired by multiplying a proper value on a gain to maintain a zero sideslip angle. The feedback control scheme for computing the second rear wheel steering angle uses fuzzy logic and model following control scheme. A linear 2 DOF model is used as a reference model for model following control, and is derived from the developed 3 DOF model by neglecting sprung mass roll motion. A reference state variable is yaw rate, and is computed using the linear 2 DOF model. J-turn and lane change maneuver simulation are performed to show the effectiveness of the developed control scheme. The simulation results show that the 4WS vehicle with the developed control scheme has much better performance in yaw rate, lateral acceleration, roll angle, and sideslip angle than the 2WS vehicle. Also, the results show that the performance of the developed control is close to the one of an optimal control which assumes all states are perfect.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권12호
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• pp.9-17
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• 2005

본 연구에서는 중앙동체 구조물이 삼각날개의 와류유동 형성에 어떤 영향을 미치는지를 규명하기 위해 Leading Edge Extension(LEX)이 부착된 삼각날개 모델에 대해 유동 가시화(flow visualization)와 Particle Image Velocimetry(PIV) 측정의 풍동실험을 수행하였다. 이 두 실험방법에 의한 정성적 연구결과에서는 비교적 작은 받음각과 옆미끄럼각의 범위 내에서 중앙동체가 삼각날개 와류유동 특성에 미치는 영향이 미미한 것으로 관측되었다. 그러나 압력분포 측정에 의한 정량적 분석을 통해서는 고 받음각 및 큰 옆미끄럼각이 존재하는 경우 와류유동에 대한 중앙동체 영향이 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 LEX-삼각날개 형상에서는 중앙동체의 영향은 옆미끄럼각의 영향에 비하여 크지 않다는 것도 확인할 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권7호
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• pp.531-538
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• 2017

비행속력 및 받음각과 옆미끄럼각을 측정할 수 있는 플러시 대기자료측정장치를 소형의 무인항공기를 대상으로 설계/제작하였다. 동체 노즈콘 표면에 4개 압력 측정점과 5개 압력 측정점의 2가지 타입으로 플러시 압력공들을 만들었다. 플러시 압력공의 교정 압력 데이터는 전기체를 전산유체해석 코드로 계산하여 구축하였다. 교정압력 데이터로부터 받음각, 옆미끄럼각, 전압계수, 정압계수는 4차 다항식으로 표현하고, 최소자승법으로 교정계수 행렬을 구하였다. 비행시험 결과 4개 플러시 압력공 및 5개 플러시 압력공을 이용하여 예측된 비행속력, 받음각과 옆미끄럼각은 비교를 위해 장착한 5-압력공 프로브로 예측된 것과 잘 일치하였으며, 특히 4개의 압력공으로 5개 압력공과 거의 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권3호
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• pp.8-16
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• 2014

본 논문은 옆미끄럼각에 따른 초음속 흡입구 버즈마진의 영향도에 대해 분석하였다. 버즈마진은 비행체 종축면에서 획득한 측정 물리량 기반으로 제어 명령을 산출하는 제어기에 의해 안정화 된다고 가정하였다. 해당 분석은 3차원 CFD를 통해 획득한 결과를 기반으로 수행되었으며, 3차원 CFD 해석 데이터는 종축면의 센서 측정 물리량을 모사하기 위해 사용되었다. 종축면 측정치 기반의 제어시스템에서는 기대하지 않은 횡방향 유동 섭동이 총 받음각의 증가의 결과로 나타나며, 이는 엔진 흡입구 성능의 감소를 의미한다. 결과적으로, 제어 안정성 또한 줄어들게 되어 보다 큰 제어 마진이 요구됨을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.1123-1131
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• 1993

본 논문에서는 비행체의 사이드슬립(sideslip)의 변화를 최소로 하면서 롤(roll) 및 요(yaw) 운동을 제어하는 것을 제어목표로 하여, 입출력 갯수가 같은 정방(square)시스템과 입출력 갯수가 다른 비정방(nonsquare)시스템에 대하여 LQG/LTR 및 비례 재어기를 각각 설계하여 그 성능을 비교분석한다.

• 항공우주기술
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• 제2권2호
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• pp.1-10
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• 2003

비행선은 주익이 없고 미익에 비해 동체 효과가 큰 형상 특성으로 인해 정적으로 불안정한 특성을 지닌다. 따라서 동안정 특성 예측이 매우 중요하다. 본 연구에서는 강제진동 풍동시험을 통한 비행선의 동안정 특성을 확보하였다. 풍동시험은 미국 BAR사의 독일소재 시설인 BAR LAMP 시설을 사용하였으며, 16회의 정적시험과 26회의 강제진동시험을 수행하였다. 시험결과, 비행선의 동안정 특성은 받음각 뿐만 아니라 옆미끄럼각, 각속도 크기와 방향에 비선형적으로 변한다. 전반적으로 세 방향의 모멘트는 댐핑이 있는 것으로 나타났으며, 수직력과 측력, 교차성분은 불안정하게 나타났다. 조종면의 영향은 작은 것으로 나타났으나 옆미끄럼각의 영향은 완전히 비선형적으로 나타났다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제7권2호
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• pp.137-144
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• 2006

The objective of this paper is to present trajectory guidance and control system with a dynamic inversion for a small unmanned aerial vehicle (UAV). The UAV model is expressed by fixed-mass rigid-body six-degree-of-freedom equations of motion, which include the detailed aerodynamic coefficients, the engine model and the actuator models that have lags and limits. A trajectory is generated from the given waypoints using cubic spline functions of a flight distance. The commanded values of an angle of attack, a sideslip angle, a bank angle and a thrust, are calculated from guidance forces to trace the flight trajectory. To adapt various waypoint locations, a proportional navigation is combined with the guidance system. By the decision logic, appropriate guidance law is selected. The flight control system to achieve the commands is designed using a dynamic inversion approach. For a dynamic inversion controller we use the two-timescale assumption that separates the fast dynamics, involving the angular rates of the aircraft, from the slow dynamics, which include angle of attack, sideslip angle, and bank angle. Some numerical simulations are conducted to see the performance of the proposed guidance and control system.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2002년도 학술대회지
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• pp.771-774
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• 2002

Highly sweep leading edge extensions(LEX) applied to delta wings have greatly improved the subsonic maneuverability of contemporary fighters. In this study, systematic approach by PIV experimental method within a circulating water channel was adopted to study the fundamental characteristics of induced vortex generation, development and its breakdown appearing on a delta wing model with or without LEX in terms of four angles of attack($15^{\circ},\;20^{\circ},\;25^{\circ},\;30^{\circ}$) and six measuring sections of chord length($30{\%},\;40{\%},\;50{\%},\;60{\%},\;70{\%},\;80{\%}$). Sideslip effect in case of the LEX was also studied for two sideslip(yaw) angles($5^{\circ},\;10^{\circ}$) at one angle of attack(20). Distribution of time-averaged velocity vectors and vorticity over the delta wing model were compared along the chord length direction. Quantitative comparison of the maximum vorticity featuring the induced pressure distribution were also conducted to clarify the significance of the LEX existence. Animation presentation in velocity distribution was also implemented to reveal the effect of LEX with wing vortex interaction.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.155-166
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• 1997

In this study, a simulation tool is developed in order to investigate non steady-state cornering performance of 6WD/6WS special-purpose vehicles. 6WD vehicles are believed to have good performance on off-the-road maneuvering and to have fail-safe capabilities. But the cornering performances of 6WS vehicles are not well understood in the related literature. In this paper, 6WD/6WS vehicles are modeled as a 18 DOF system which includes non-linear vehicle dynamics, tire models, and kinematic effects. Then the vehicle model is constructed into a simulation tool using the MATLAB /SIMULINK so that input/output and vehicle parameters can be changed easily with the modulated approach. Cornering performance of the 6WS vehicle is analyzed for brake steering and pivoting, respectively. Simulation results show that cornering performance depends on the middle-wheel steering as well as front/rear wheel steering. In addition, a new 6WS control law is proposed in order to minimize the sideslip angle. Lane change simulation results demonstrate the advantage of 6WS vehicles with the proposed control law.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.408-415
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• 2016

The vehicle attitude and sideslip is critical information to control the vehicle to prevent from unintended motion. Many of estimation strategy use bicycle model or IMU integration, but both of them have limits on application. The main purpose of this paper is development of vehicle orientation estimator which is robust to various vehicle state and road shape. The suggested estimator use 3-axis magnetometer, yaw rate sensor and lateral acceleration sensor to estimate three Euler angles of vehicle. The estimator is composed of two individual observers: First, comparing the known magnetic field and gravity with measured value, the TRIAD algorithm calculates optimal rotational matrix when vehicle is in static or quasi-static condition. Next, merging 3-axis magnetometer with inertial sensors, the extended Kalman filter is used to estimate vehicle orientation under dynamic condition. A validation through simulation tools, Carsim and Simulink, is performed and the results show the feasibility of the suggested estimation method.