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[국내논문] 고고도 장기체공 무인기의 유도 및 방향축 제어 알고리즘 설계
Design of Guidance Law and Lateral Controller for a High Altitude Long Endurance UAV 원문보기

항공우주시스템공학회지 = Journal of aerospace system engineering, v.13 no.2, 2019년, pp.1 - 9  

구소연 (국방과학연구소) ,  임승한 (국방과학연구소)

초록
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본 논문에서는 고고도 장기체공 무인항공기의 임무 비행을 위한 방향축 유도, 제어 알고리즘에 대해 기술 하였다. 먼저 방향축 제어 알고리즘은 임무 기간 중 무인항공기가 전진비행을 할 수 없을 맞바람에 대해 제어 변수를 전환하는 알고리즘을 설계하였다. 유도법칙은 항로점 비행을 위해 Fly-over, Fly-by, Hold 속성에 대한 각각의 알고리즘을 적용하였다. 무인항공기의 비선형 시뮬레이션을 통해 각 유도, 제어 알고리즘의 설계 결과를 확인하였다. 본 연구는 설계 결과를 토대로 실제 임무 비행을 수행하는 것을 목적으로 한다. 따라서 본 연구 내용을 기반으로 비행 시험을 통해 설계한 유도 제어 알고리즘의 비행 운용성을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper elaborates on the directional axis guidance and control algorithm used in mission flight for high altitude long endurance UAV. First, the directional axis control algorithm is designed to modify the control variable such that a strong headwind prevents the UAV from moving forward. Similar...

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 고고도 장기체공 무인항공기의 임무 운용을 위한 방향축 자동비행 알고리즘을 설계하였다. 먼저, 전진비행을 할 수 없는 상황에서 안정적인 자세를 유지할 수 있는 경로각/기수방향 제어 전환 알고리즘을 구현하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
내연기관 항공기와 비교했을 때, 태양광 장기체공 무인항공기의 장점은? 태양광 장기체공 무인항공기는 내연기관을 사용하는 항공기와 달리 태양전지판을 통해 주간 비행동안 전력 을 지속해서 충전하여 장기 체공 임무를 수행하는데 유리하다는 장점으로 국내외에서도 활발히 관련 연구가 진행되고 있다[1-2]. 하지만 충분한 전력 생산을 위해서는 넓은 면적에 태양 전지를 설치해야 하므로, 기존의 무인항공기 형상에 비해 가로세로 비율이 높은 글라이더 형상으로 제작하고, 주익에 태양전지판을 부 착한다.
자동비행 알고리즘 구성은? 자동비행 알고리즘은 유도법칙, Autopilot, SCAS로 구성되어있으며, 방향축 제어 알고리즘 구조는 Fig. 1 과 같다.
고고도 장기체공 무인항공기를 위한 유도법칙 3가지를 설명하시오 고고도 장기체공 무인항공기를 위한 유도법칙은 3가지로 구성되어 있다. 먼저, Fly-over는 지정한 항로점을 직선으로 통과하는 유도법칙이다. 다음으로, Fly-by은 지정한 항로점에 도달 전 선회하여 다음 항 로점으로 진입하는 알고리즘이다. 마지막으로, Hold는 지정한 항로점에서 일정한 반경을 가지는 원을 따라 선회비행을 하면서 지정한 시간동안 선회 비행을 유지하는 알고리즘이다.
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참고문헌 (8)

  1. S. Hwang, S. Kim, Y. Lee, "Developing High Altitude Long Endurance (HALE) Solar-powered Unmanned Aerial Vehicle (UAV)," Journal of Aerospace System Engineering, Vol.10, No.1, pp.59-65, March, 2016. 

  2. H. Ryu, H. Byun and S. Park, "Efficient Path Planning for Long Term Solar UAV Fligh," Journal of Aerospace System Engineering, Vol.8, No.4, pp.32-38, December, 2014. 

  3. K. Jung, J. Sung, B. Kim, J. Je and S. Lee, "Design and flight test of path following system for an unmanned airship," Journal of Institute of Control, Robotics and Systems, Vol. 16 no. 5, pp. 498-509, 2010. 

  4. D. Lee, S. Kim and J. Suk, "Design of a track guidance algorithm for formation flight of UAVs." AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference p. 1315, 2015. 

  5. S. Lim, "Standoff target tracking using a vector field for multiple unmanned aircrafts," Journal of Intelligent & Robotic Systems, 69(1-4), pp. 347-360, 2013 

  6. S. Park, "Autonomous aerobatics on commanded path," Aerospace Science and Technology, vol. 22, no. 1 pp.64-74, 2012. 

  7. J. Osborn and R. Rysdyk, "Waypoint guidance for small UAVs in wind," AIAA Infotech@ Aerospace, vol. 193, no.1-4, pp.1-12, 2005. 

  8. G. Byeon and S. Park, "Backward Path Following Under a Strong Headwind for UAV," J. of The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, vol. 42, no. 5, pp. 376-382, 2014. 

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