• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.207-213
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• 2005

This paper deals with an autonomous flight guidance and control algorithm design for TR301 tilt-rotor airplane under development by Korea Aerospace Research Institute for simulation purpose. The objective of this study is to design autonomous flight algorithm in which the tilt-rotor airplane should follow the given waypoints precisely. The approach to this objective in this study is that, first of all, model-based inversion is applied to the highly nonlinear tilt-rotor dynamics, where the tilt-rotor airplane is assumed to fly at helicopter flight mode(nacelle angle=0 deg), and then the control algorithm, based on classical control, is designed to satisfy overall system stabilization and precise waypoint following performance. Especially, model uncertainties due to the tiltrotor model itself and inversion process are adaptively compensated in a simple neural network(Sigma-Phi NN) for performance robustness. The designed algorithm is evaluated in the tilt-rotor nonlinear airplane in helicopter flight mode to analyze the following performance for given waypoints. The simulation results show that the waypoint following responses for this algorithm are satisfactory, and control input responses are within control limits without saturation.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제10권2호
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• pp.12-22
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• 2009

This paper deals with the State-Dependent Riccati Equation (SDRE) Technique for the design of rotorcraft waypoint guidance. To generate the flight trajectory through multiple waypoints, we use the trigonometric spline. The controller design and its validation is based upon a level 2 simulation rotorcraft model and the designed SDRE controller is applied to the trajectory tracking problems. To verify the designed guidance law, the simulation environment of high fidelity rotorcraft model is developed using three independent PCs. This paper focuses on the validation of rotorcraft waypoint guidance law which is designed by using SDRE Controller.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권11호
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• pp.1104-1111
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• 2009

항공기는 저고도에서 임무를 수행할 때, 대공 미사일과 지형 장애물 같은 다양한 위협들에 제약을 받는다. 특히, 항공기는 지면 근처에서 항상 지형과의 충돌 위험을 갖는다. 본 연구에서는 이 문제에 효과적으로 대비하기 위하여, 지형 회피가 고려된 비행경로 생성 알고리듬을 개발하였다. 비행경로 생성 알고리듬에서는 먼저 등고선의 그룹화를 통해 경로점을 생성하고, Dijkstra 알고리듬을 이용하여 적절한 경로점 조합을 구성한다. 구성된 경로점 조합에 대해서는 최적제어 이론을 기반으로 한 최적 경로점 유도법칙을 적용하여, 제어에너지를 최소로 하는 최적의 비행경로를 제시한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제33권9호
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• pp.922-929
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• 2009

This paper deals with the State-Dependent Riccati Equation (SDRE) Technique for the design of helicopter nonlinear waypoint guidance controller. To generate the flight guidance through multiple waypoints, we use the trigonometric spline. The controller design and its validation is based upon a level 2 simulation helicopter model and the designed SDRE controller is applied to the trajectory tracking problems. To validate the designed SDRE controller, the simulation environment of high fidelity helicopter model is developed using three independent computers. This paper focuses on the validation the present SDRE controller through the helicopter waypoint guidance simulation.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.833-842
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• 2011

The objectives of this research are development of guidance, navigation and control system for RUAV on virtual instrumentation and real flight test. For this research, the system is divided to DAQ (data acquisition) section, actuator section and controller section. And the hardware and software on each sections are realized on LabVIEW base. Waypoint guidance and control of auto flight are realized using PID gain tuning and waypoint vector tracking guidance algorism. For safe flight test, auto/manual switching module isolated from FCS (Flight Control System) is developed. By using the switch module, swift mode change was achieved during emergency flight case. Consequently, a meter level error of flight performance is achieved.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제11권6호
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• pp.343-351
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• 2016

In this study, we implemented a formation flight control system using two drones. Ground control system communicates with drones by MAVLink protocol, does keep watch on drone's status and sends simultaneously formation flight instructions to drones in real time. Two drones have been able to fly by a formation flight algorithm without crashing while maintaining the same speed, and a constant distance and altitude.

• 한국전통조경학회지
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• 제32권3호
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• pp.213-220
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• 2014

본 연구는 최근 급속한 기술발전이 이루어지고 있는 (UAV)를 활용하여 지형분석에 적용하기 위한 실험적 연구로 드론과 자동 경로비행에 필요한 시스템을 구축하였다. 구축된 시스템을 이용하여 경로비행의 안정성을 검토하였으며, Waypoint를 이용한 경로비행 촬영을 실시하여 유용성을 검증한 결과는 다음과 같다. 첫째, 9.3ha에 달하는 면적에 대해 경로비행을 실시한 결과 준비시간을 포함하여 실측시간이 총40여분 소요되었으며, 지상부에서 인가한 고도와 속도를 일정하게 유지하는 것을 알 수 있었다. 또한 경로비행 시 지상부에서 설정한 Waypoint 지점에서 정확하게 촬영임무를 수행하여, multicopter를 이용한 사진실측의 효율성을 확인하였다. 둘째, 일반 실측용 무인항공기에 비해 가볍고 저렴한 multicopter와 디지털카메라를 이용하여 촬영의 기동성과 경제성을 확인하였으며, 촬영된 사진데이터의 정합과 DEM, DXF파일의 추출을 통해 수치지형도 보다 정밀한 지형분석이 가능하여 multicopter를 이용한 지형실측의 가능성을 확인하였다. 셋째, 하천내부에 대한 고해상 정사영상사진(20Cm급)을 제작함으로써 하천변일대에 대한 식생과 지형의 변화 등에 대한 분석이 가능한 것을 확인하였다. 또한 촬영지점의 GPS좌표에 대한 데이터베이스를 통해 미세지형의 변화 등과 같은 경관변화와 하천변 일대 또는 수림지 등에 대한 식생변화 등을 지속적으로 모니터링 할 수 있는 기반이 마련 될 수 있을 것으로 판단된다. 넷째, 정사영상분석을 통해 만들어진 DEM은 지형분석 및 가시권 분석 등과 같은 경관분석에서 보다 심도 있는 연구에 활용될 수 있을 것이다. 특히 현재 정부에서 추진 중인 '3차원 국토공간 정보 구축사업'과 연계하여 역사문화자원에 대한 3차원 지형정보 제공 등에도 널리 활용 될 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 UAV를 이용한 지형분석 및 활용방안에 대한 연구로 도시 및 하천 등 다양한 지형에 대한 분석이 가능할 뿐만 아니라 사적 및 명승 등의 경관관리에 대한 연구와 DSM구축에 따른 가시권 분석 등의 역사문화자원에 대한 관리에도 폭넓게 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.57-62
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• 2004

This paper deals with a waypoint trajectory following problem for the tilt-rotor UAV under development in Korea (TR-KUAV). In this problem, dynamic model inversion based on the linearized model and Sigma-Phi neural network with adaptive weight update are involved to realize the waypoint following algorithm for the vehicle in the helicopter flight mode (nacelle angle=0 deg). This algorithms consists of two main parts: outer-loop system as a command generator and inner-loop system as stabilizing controller. In this waypoint following problem, the position information in the inertial axis is given to the outer-loop system. From this information, Attitude Command/Attitude Hold logic in the longitudinal channel and Rate Command/Attitude Hold logic in the lateral channel are realized in the inner-loop part of the overall structure of the waypoint following algorithm. The nonlinear simulation based on the TR-KUAV is carried out to evaluate the stability and performance of the algorithm. From the numerical simulation results, the algorithm shows very good tracking performance of passing the waypoints given. Especially, it is observed that ACAH/RCAH logic in the inner-loop has the satisfactory performance due to adaptive neural network in spite of the model error coming from the linear model based inversion.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제2권1호
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• pp.93-102
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• 2001

Flight control design for the autonomous waypoint navigation of aircraft is presented in this study. The waypoints are defined in terms of desired longitude and latitude. The control design is conducted in longitudinal and lateral directions, respectively. The lateral control is based upon coordinated turn strategy for which no sideslip is allowed under the turning maneuver. The longitudinal control is mainly focused on altitude hold during navigation. Neural network control approach is applied to the altitude-hold mode control. Simulation of the proposed control strategy has been performed under various conditions. A graphical simulation tool was developed to visually demonstrate the control technique developed in this study. A method to simulate the gas turbine transient behavior is developed. The basic principles of the method.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권7호
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• pp.557-564
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• 2021

본 논문에서는 고정익 무인기의 점항법을 이용한 자동 착륙 접근 유도에 대해 기술한다. 본 연구의 주요 특징은 Dubin's 모델 기반 2D 사전 시뮬레이션을 이용하여 자동 착륙 접근에 필요한 경로점을 생성하고, 또한 사전 시뮬레이션으로부터 활주로까지의 남은 시간을 예측하여 이를 고도 제어에 활용한다. 설계한 알고리즘의 성능은 시뮬레이션과 비행 시험을 통해 검증한다.