$\require{mediawiki-texvc}$

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.

무인 항공기의 함상 자동 착륙을 위한 유도제어 시스템 설계
Guidance and Control System Design for Automatic Carrier Landing of a UAV 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.20 no.11, 2014년, pp.1085 - 1091  

구소연 (충남대학교 항공우주공학과) ,  이동우 (충남대학교 항공우주공학과) ,  김기준 (충남대학교 항공우주공학과) ,  라충길 (충남대학교 항공우주공학과) ,  김승균 (충남대학교 항공우주공학과) ,  석진영 (충남대학교 항공우주공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the guidance and control design for automatic carrier landing of a UAV (Unmanned Aerial Vehicle). Differently from automatic landing on a runway on the ground, the motion of a carrier deck is not fixed and affected by external factors such as ship movement and sea state. For this...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

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

문제 정의

  • 이와 같이, 함상의 활주로는 고정되지 않은 이동형이며 바다의 상태에 따라 항시 자세가 변화하므로 고정된 활주로에서의 이착륙보다 외란에 강건한 다양한 유도/제어 기법 에 관한 연구를 필요로 하며, 시뮬레이션을 통해 성능을 비교하고, 실현 가능성을 분석하여야 한다. 본 논문에서는 함상 자동이착륙 기술개발을 위하여 함정의 이동으로 인한 상대 기하를 고려한 시뮬레이션 환경을 개발하고, 향후 수행될 바다환경에 강건한 유도제어기법 연구 수행을 위한 기초 시뮬레이션 연구를 수행하였다. 이를 통해 종/횡방향 시스템 인식, glide slope 추종을 위한 유도기법, 그리고 적분기를 고려한 종/횡 LQR 제어기를 설계하여 그 성능을 검증하였다.
  • 본 논문에서는 함상착륙을 위한 유도제어시스템을 설계하고, 실비행시험을 수행하기 어려운 함상 착륙을 모사하기 위해 X-Plane 시뮬레이터를 이용한 함상 착륙 시뮬레이 션을 수행하여, 설계한 유도제어시스템의 성능을 확인하였다. 먼저 X-Plane상의 저속 무인항공기를 비선형 최적 기법을 이용한 시스템 식별을 통하여 선형 모델링을 수행하였으며, 비선형 모델과의 비교를 통해 선형 모델의 신뢰성을 확인하였다.

가설 설정

  • X-plane 시뮬레이터 상에서 함상이착륙을 위해 이용할 수 있는 데이터는 그림 4와 같으며, 실제 항공모함 등에 설 치되어 운용될 수 있는 레이더, DGPS 및 IMU와 같은 센서 와 통신장비 등을 통해 무인기에 이와 같은 정보를 제공할 수 있다고 가정한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미국 해군은 항공모함 자동착륙 연구를 위해 어떤 제어 기법들을 비교, 분석했는가? 미국 해군에서는 항공모함 자동착륙에 모델 역변환, 간접 적응 제어기, 선형 매개 변수 신경회로망과 비선형 매개 변수 신경회로망, 퍼지 로직 제어기, 하이브리드 제어 기법 의 총 6가지 제어 기법을 사용하여 6자유도 시뮬레이션을 통해 각각의 기법의 성능을 비교, 분석하였으며, Air Force Institute of Technology에서는 모델 역변환 기법을 사용해 무인 전투기(X-45)를 Nimitz급의 항공모함에 자동착륙 시키 는 시뮬레이션을 수행하였다. 다양한 바다의 상태와 대기 상태에도 적절한 성능과 강건함을 보일 수 있도록 항공모함 자동착륙 시스템에 비선형 모델 역변환 기법을 사용하 였으며, 각각의 환경(위치, 대기)을 세분화 하여 11개의 조 건에 대하여 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통해 각 조건이 미치는 영향을 분석하였다[1-4].
무인항공기는 어떤 임무들을 수행하고 있는가? 무인항공기는 유인기로 수행하기 어려운 임무를 수행할 수 있기 때문에 군사적 목적 뿐 만아니라 기상관측, 산림업, 농업, 어업, 통신 중계, 인명구조 등의 다양한 임무를 수행하고 있다. 최근에는 함상에서도 무인항공기를 운용하는 사례가 늘고 있으며, 이를 위해 함상에서 자동이착륙을 수행하기 위한 연구를 활발히 수행하고 있다.
중국에서 진행되는 함상에서 자동이착륙을 수행하기 위한 연구는 무엇이 있는가? 다양한 바다의 상태와 대기 상태에도 적절한 성능과 강건함을 보일 수 있도록 항공모함 자동착륙 시스템에 비선형 모델 역변환 기법을 사용하 였으며, 각각의 환경(위치, 대기)을 세분화 하여 11개의 조 건에 대하여 Monte-Carlo 시뮬레이션을 통해 각 조건이 미치는 영향을 분석하였다[1-4]. 중국에서는 LMI-based H∞ synthesis이론을 사용한 Integrated Flight Thrust Control System(IFTCS)을 이용하여 자동 항공모함 착륙 시스템을 설계하고, 외란에도 정밀한 비행경로 제어가 가능하도록 하 는 실제 받음각 αd를 일정하게 유지하는 H∞의 Order reduction 기법을 제안하였다. 또한, 적응 변수 구조 슬라이딩 모드 제어 이론을 사용하여 ACLS(Automatic Carrier Landing System)의 메인 아키텍처와 유도 문제의 모델링의 해석을 기반으로 하는 ACLS의 유도 시스템을 설계하고, 시 뮬레이션의 결과를 통해 그 유도 시스템의 안티 방해 성능, 안티 매개 변수 성능의 교란, 빠른 반응과 정확한 추적성을 시뮬레이션을 통해 그 실현 가능성과 타당성을 보였다[5-8].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. M. L. Steinberg and A. B. Page, "A comparison of neural, fuzzy, evolutionary, and adaptive approaches for carrier landing," AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference and Exhibit, Montreal, 2001. 

  2. N. A. Denison, "Automated carrier landing of an unmanned combat aerial vehicle using dynamic inversion," MS thesis, Air Force Institute of Technology, Ohio, 2007. 

  3. J. D. Boskovic and J. Redding, "An autonomous carrier landing system for unmanned aerial vehicles," AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, Chicago, 2009. 

  4. J. L. Crassidis, D. J. Mook and J. M. McGrath, "Automatic carrier landing system utilizing aircraft sensors," Journal of guidance, control, and dynamics, vol. 16, no. 5, pp. 914-921, 1993. 

  5. Y. Zhang, Y. Yang, and Y. Yu, "Integrated flight thrust control via LMI-based $H^{\infty}$ synthesis in automatic carrier landing system," Computational Intelligence for Modelling, Control and Automation, and International Conference on Intelligent Agents, Web Technologies and Internet Commerce, Vienna, 2005. 

  6. Z. Qi-dan, W. Tong, Z. X-Y, and Z. Fang, "Adaptive variable structure guidance system design of a longitudinal automatic carrier landing system," Control and Decision Conference, Guilin, 2009. 

  7. H. Zhimin and H. Guanxin, "Environmental influence on automatic landing error of the carrier-borne aircraft," Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, vol. 5, no. 9, pp. 2863-2869, 2013. 

  8. Qidan, Z. Y. Yongtao, Z. Zhi, Z. Wen, and W. Zixia, "Design of approach power compensation system for carrier-based aircraft using conditional integral sliding surface," International on Information and Automation (ICIA), 2012. 

  9. G. S. Han, "A homotopy method for solving nonlinear optimization problems," Conference of Korean Operations Research and Management Science Society, Jeonju, 2004. 

  10. W. J. Choi, "Application of the Preconditioned Conjugate Gradient Method to the Generalized Finite Element Method with Global-Local Enrichment Functions," Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea, vol. 24, no. 4, pp. 405-412, 2011. 

  11. D. W. Lee, S. K. Kim, and J. Y. Suk, "Design of a track guidance algorithm for formation flight of UAVs," Spring Conference of Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, Jeju, 2014. 

  12. J. H. Jeong, S. K. Kim, and J. Y. Suk, "Optimal tracking control system design for a ring-wing type UAV," International Conference on Unmanned Aircraft Systems, Atlanta, 2013. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

저작권 관리 안내
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