$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

소형 고정익기의 신호기반 조종면 고장진단 알고리즘
Signal-based Fault Diagnosis Algorithm of Control Surfaces of Small Fixed-wing Aircraft 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.40 no.12, 2012년, pp.1040 - 1047  

김지환 (Department of Electrical Engineering, Hanyang University) ,  구윤성 (Department of Electrical Engineering, Hanyang University) ,  이형철 (Department of Electrical and Biomedical Engineering, Hanyang University)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문에서는 소형 고정익기의 고장 발생시기와 부품 교체시기를 예측하여 유지보수 비용을 절감하고 정비 효율을 높이기 위하여 ANPSD와 PCA, 그리고 GC 방법을 이용하여 조종면의 고장에 대하여 이를 검출하고 위치와 정도를 분리하는 알고리즘을 제안하였다. 이때 ANPSD는 주파수 영역에서의 진동 분석을, PCA는 ANPSD의 중요 정보 추출을, GC는 고장 검출 및 분리 시의 오류 최소화를 위하여 사용되었다. 또한 모형 항공기에 가속도 센서를 부착하여 정상인 경우와 힌지 고장이 발생한 경우에 대하여 실제로 측정한 결과에 이와 같은 알고리즘을 적용한 결과 해당 알고리즘이 고장을 검출하고 분리하는 데에 적합함을 보였으며 제안된 알고리즘을 적용할 경우에 발생 가능한 문제들에 대하여 이를 완화할 수 있는 대응책을 함께 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a fault diagnosis algorithm of control surfaces of small fixed-wing aircraft to reduce maintenance cost or to improve repair efficiency by estimation of fault occurrence or part replacement periods. The proposed fault diagnosis algorithm consists of ANPSD (Averaged Normalized Pow...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 논문에서는 개별 이론을 실제 데이터에 직접 적용할 경우 다양한 현실적인 문제가 발생함을 보였으며 이를 보완하기 위하여 대응책을 함께 제시하였다. 이때 Fig.
  • 이러한 방법은 비교적 가격이 저렴한 가속도 센서를 통해 측정된 진동 신호를 이용하여 구현하는 것이 가능하다. 본 논문에서는 이와 같은 방법의 유효성을 검증하기 위하여 항공기의 축소모형을 이용하여 조종면 힌지에 고장이 발생하였을 때 진동을 계측하여 이를 통해 고장을 검출하고 분리하는 과정을 도시하였다. 이때 제안된 알고리즘의 전체 구성 및 데이터 흐름은 Fig.
  • 본 논문에서는 이와 같은 예측을 위하여 고장이 발생하기 전에 항공기 구조물에 설치된 센서의 신호에 대한 경향성을 분석하여 조종면의 상태를 진단하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 구현하기 위하여 본 논문에서는 ANPSD (Averaged Normalized Power Spectral Density)와 PCA (Principle Component Analysis), 그리고 GC (Geometric Classifier) 방법을 이용하였으며 ANPSD는 주파수 영역에서의 진동 분석을, PCA는 ANPSD의 중요 정보 추출을, GC는 고장검출 및 분리 시의 오류 최소화를 위하여 사용되었다.
  • 본 논문에서는 힌지로 좌측, 중앙, 우측에서 주익에 연결되어 있는 형태의 에일러론을 사용하였다. 이때 에일러론의 좌측과 우측 힌지에 대하여 연결부위 전체가 손실되거나 절반이 손실되었을 때를 주로 다루고자 한다. 이러한 네 가지의 고장 상태들은 고장의 종류와 정도의 측면에서 고장의 검출 및 분리 알고리즘의 검증에 필요한 다양성을 충분히 갖추었다고 판단된다.
  • 조종면과 관련하여 발생 가능한 고장의 종류는 다양하지만 본 논문에서는 에일러론의 힌지고장에 대하여 주로 다루고자 한다. 실제의 소형 항공기에서 에일러론의 힌지는 정비를 위해 에일러론을 주익에서 분리하기 전까지는 고장의 진행과정을 외부에서 육안으로 확인하기 어렵기 때문에 이에 대한 고장의 크기와 종류를 예측하는 것은 정비의 효율과 비용적인 면에서 장점을 갖는다.

가설 설정

  • 고장의 정도를 예측하기 위해서는 고장의 위치가 먼저 분류되어야 한다. 여기서는 이해의 편의를 위해 Xtst가 오른쪽 힌지 고장으로 분류되었다고 가정한다. 이 경우에는 실험에 의해 측정된 ANPSD 집합 #, #가 미리 준비되어야 한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
본 논문에서 ANPSD는 무엇을 위해 사용되었는가? 본 논문에서는 이와 같은 예측을 위하여 고장이 발생하기 전에 항공기 구조물에 설치된 센서의 신호에 대한 경향성을 분석하여 조종면의 상태를 진단하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 구현하기 위하여 본 논문에서는 ANPSD(Averaged Normalized Power Spectral Density)와 PCA (Principle Component Analysis), 그리고 GC (Geometric Classifier) 방법을 이용하였으며 ANPSD는 주파수 영역에서의 진동 분석을, PCA는 ANPSD의 중요 정보 추출을, GC는 고장검출 및 분리 시의 오류 최소화를 위하여 사용되었다. 이러한 방법은 비교적 가격이 저렴한 가속도 센서를 통해 측정된 진동 신호를 이용하여 구현하는 것이 가능하다.
항공기의 조종계통은 어떤 역할을 하는가? 항공기의 조종계통은 동력장치와 함께 조종사의 의지에 따라 항공기를 움직이게 하는 역할을 담당하고 있다. 따라서 항공기의 조종계통에 문제가 발생한다면 이는 치명적인 사고로 이어질 확률이 매우 높다.
조종계통을 이루는 부품 중 조종면과 관련된 고장에는 무엇이 있는가? 조종면은 조종계통을 이루는 중요한 부속품 중의 하나이다. 조종면과 관련된 고장으로는 타면에 대한 변형이나 파괴, 조종 와이어의 절단, 연결 부위인 힌지 및 암의 변형이나 파괴 등이 발생할 수 있다. 이와 같은 고장들 중에서 일부는 고장이 발생하기 이전에는 진행 과정이 드러나지 않는 경우도 존재한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (7)

  1. Air Safety Foundation, 2009 Nall report: Accident trends and factors for 2008, 2009. 

  2. Cronkhite, J., Dickson, B., Martin, W., and Collingwood, G., "Operational Evaluation of a Health and Usage Monitoring System (HUMS)," NASA Contractor Report CR-1998-207409, Apr. 1998. 

  3. Worden, K., Burrows, A. P., "Optimal sensor placement for fault detection," Engineering Structures, Vol. 23, Issue 8, Aug. 2001, pp. 885-901, 2001, doi: 10.1016/S0141-0296(00)00118-8. 

  4. Goo, Y. S., Lee, S. H., Kim, J. H., and Lee, H. C., "Vibration Measurement and Experimental Analysis for Aircraft Aileron Hinge Failure," 2012 KSAS (Korean Society for Aeronautical and Space Sciences) Spring Conference, FG6-3, 2012. 

  5. Felber, A. J., "Development of a hybrid bridge evaluation system," Ph.D. Dissertation, Department of Civil Engineering, University of British Columbia, Vancouver, Canada, 1993. 

  6. Isermann, R., Fault-diagnosis systems, Springer, 2006. 

  7. Abdi, H., Williams, L. J., "Principal component analysis," Wiley Interdisciplinary reviews: Computational Statistics, Vol. 2, pp. 433 -459, Jul./Aug. 2010, doi: 10.1002/wics.101. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로