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한국항공대학교 저고도 장기체공 태양광 무인기 개발에 관한 연구 (2) - 태양광 무인기 비행제어 및 유도항법 -
A Study on the Development of Low-Altitude and Long-Endurance Solar-Powered UAV from Korea Aerospace University (2) - Flight Control and Guidance of Solar Powered UAV - 원문보기

한국항공우주학회지 = Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, v.50 no.7, 2022년, pp.479 - 487  

김태림 (Dept. of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ,  김도영 (Dept. of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ,  정재백 (Dept. of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ,  문석민 (Korea Aerospace Research Institute, Aeronautics Research Directorate) ,  김용래 (Doosan Digital Innovation) ,  배재성 (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University) ,  박상혁 (School of Aerospace and Mechanical Engineering, Korea Aerospace University)

초록
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본 논문에서는 한국항공대학교에서 연구, 개발한 태양광 무인기 KAU-SPUAV의 자동 비행을 위한 제어기 설계 및 유도기법에 관하여 기술했다. 와류격자법을 활용하여 공력계수들을 계산했고 이를 항공기의 6자유도 방정식에 적용했다. 또한 깃요소이론을 활용하여 프로펠러의 추력 및 토크계수를 계산했다. 상승풍을 맞닥뜨렸을 때 효율적으로 활공하기 위하여 추력을 사용한 고도제어기가 KAU-SPUAV에 사용되었다. 또한 태양광 무인기의 장기체공 임무를 위해 운용 중에 발생하는 바람의 영향을 고려하기 위한 바람 추정 기법을 적용하였고, 강한 맞바람에 대처하기 위한 유도기법과 자동 착륙 알고리즘을 구성하였으며 2021년 8월, 56시간 33분의 태양광 장기체공 실험을 통해 제어 및 유도기법의 성능을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the control and guidance algorithm of a KAU-SPUAV(Korea Aerospace University - Solar Powered Unmanned Aerial Vehicle) which is designed and developed in Korea Aerospace University. Aerodynamic coefficients are calculated using the vortex-lattice method and applied to the aircraft...

주제어

#태양광 무인기   #고정익 무인기   #제어 및 유도  

참고문헌 (10)

  1. "Airbus sets flight endurance record with Zephyr UAV," https://www.flightglobal.com/military-uavs/airbus-sets-flight-endurance-record-with-zephyr-uav/129186.article 

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

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  3. Lee, S. H., Park, S. H. and Bae, J. S., "Conceptual Design for Small Solar Powered Uninhabited Aerial Vehicle," Journal of the Korean Society for Aviation and Aeronautics Vol. 19 No. 2, 2011, pp. 1~9. 

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  4. Ahn, I. Y., Bae, J. S., Park, S. H. and Yang, Y. M., "Development and Flight Test of a Small Solar Powered UAV," Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol. 41, No. 11, 2013, pp. 908~914. 

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  6. Ryu, H. S., Byun, H. J. and Park, S. H., "Efficient Path Planning for Long Term Solar UAV Flight," Journal of Aerospace System Engineering, Vol. 8, No. 4, 2014, pp. 32~38. 

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  7. Park, S. H., "Wind and Airspeed Error Estimation with GPS and Pitot-static System for Small UAV," International Journal of Aeronautical and Space Sciences, Vol. 18, No. 2, 2018, pp. 344~351. 

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  8. Park, S. H., "Circling over a target with relative side bearing," Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 39, No. 6, 2016, pp. 1454~1458. 

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  9. Park, S. H., "Autonomous Crabbing by Estimating Wind Using Only GPS Velocity," IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 52, No. 3, 2016, pp. 1399~1407. 

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  10. Park, S. H., "Control and Guidance for Precision Deep Stall Landing," Journal of Guidance, Control, And Dynamics, Vol. 43, No. 2, 2020, pp. 365~372. 

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