초록 ▼

${\circ}$ 하드웨어 다중화 관리기법에 관한 이론 연구및 적용 가능성에 대한 검증 수행
${\circ}$ 3중 배치 센서에 대해 voting 알고리듬 구성 및 다중화 시스템 하드웨어 해법 연구
${\circ}$ 해석적 알고리듬을 구현하기 위한 필터 설계 기법 연구
${\circ}$ Mid-level 비행제어 알고리듬의 개발
${\circ}$ 신경회로망, 퍼지로직, 유전자 알고리듬을 이용한 지능형 제어기 설계

${\circ}$ 하드웨어 다중화 관리기법에 관한 이론 연구및 적용 가능성에 대한 검증 수행
${\circ}$ 3중 배치 센서에 대해 voting 알고리듬 구성 및 다중화 시스템 하드웨어 해법 연구
${\circ}$ 해석적 알고리듬을 구현하기 위한 필터 설계 기법 연구
${\circ}$ Mid-level 비행제어 알고리듬의 개발
${\circ}$ 신경회로망, 퍼지로직, 유전자 알고리듬을 이용한 지능형 제어기 설계 방법 연구
${\circ}$ 항공기의 생존성을 높이기 위한 고장허용 제어시스템 설계기법 연구
${\circ}$ 고장 인식 과정이 필요 없는 직접 적응제어기법, 고장인식 과정을 포함한 슬라이딩 모드제어기법, 입출력 정보를 이용한 시스템 인식기법을 사용한 기법 개발
${\circ}$ 제안된 알고리듬을 하드웨어적으로 검증하기 위한 MB(Moving Base)-HILS 시스템 구현

Abstract ▼

This research is divided into several categories to improve the efficiency of the each subject. The first step of this research is concentrated on the construction of the structure of intelligent flight control system as follows.
- Mid-Level Flight Control System
Algorithm for designing the in

This research is divided into several categories to improve the efficiency of the each subject. The first step of this research is concentrated on the construction of the structure of intelligent flight control system as follows.
- Mid-Level Flight Control System
Algorithm for designing the intelligent flight control system was developed. Developed algorithm should guarantee the stability and robustness of the system for the system nonlinearity, uncertainty of aerodynamic coefficient, and disturbance etc. The proposed algorithm can deal with the damaged situation such as the fault on the sensors and/or actuators. Mode switching control, intelligent neural network, fuzzy logic control algorithm and nonlinear control laws are studied for the purpose.
- Development of Redundancy Management System in Hardware Method
To improve the system reliability the redundant management system is introduced. In this study, the developed system is modularized in order not to be effected by the fault of other module and managed by developed program. Sensor suit triple RM technique and optimal RM algorithm were developed.
- Development of Redundancy Management System in analytic Method
Hardware redundancy method takes much cost and weight. To overcome these problems the analytic redundancy method utilizing the information of system dynamics and stochastic characteristics were proposed. In this research, real-time algorithms for designing filter for analytic method and numerical method were studied.
- Verification of the performance of the control system with 6DOF Nonlinear Aircraft Simulation Program
To verify the adequacy and performance of the developed control system NASP(Nonlinear Aircraft Simulation Program) was developed. Using NASP the performance of each module and Mid-level flight control algorithms were verified.
- Verification of the performance of the control using Fixed Base(FB) Hardware_in_the_Loop Simulation(HILS) system.
HILS system is required for verifying the performance of the control logic in the real system including interfaces, and noisy environment. In this research the control algorithm, fault diagnosis algorithm, and RM system integration performance were tested step by step.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 보고서 초록...4
• 요약문...6
• SUMMARY...10
• CONTENTS...13
• 목차...16
• 표 차례...19
• 그림 차례...20
• 제1장 연구개발과제의 개요...26
• 제1절 연구개요...26
• 제2절 연구 목표...27
• 제3절 연차별 연구목표 및 내용...27
• 제2장 국내외 기술개발 현황...28
• 제1절 국외의 연구 개발 내용 및 결과...28
• 제2절 국내의 연구개발 내용 및 결과...29
• 제3절 현기술상태의 취약성...29
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...31
• 제1절 Mid-level 비행제어 법칙 연구...31
• 1. 지능형 비행제어 시스템 연구 개요...31
• 가. 신경회로망 유도법칙...31
• 나. 퍼지 논리 유도법칙...35
• 다. 유전자 알고리듬...39
• 2. 6자유도 비선형 시뮬레이션 프로그램...45
• 가. 개요...45
• 나. 항공기 모델...46
• 다. 운동학 모델링 및 구현...47
• 라. 외력 모델링 및 구현...51
• 마. 외부환경 모델...57
• 바. Matlab Simulink를 이용한 NASP 구현...58
• 3. Mid-level 비행제어 알고리듬 연구...59
• 가. NASP를 이 용한 Mid-level 비행제어연구...59
• 나. 시스템 선형화...60
• 다. 자동 조종 장치...64
• 4. Mid-level 비행제어법칙 알고리듬 개선...67
• 가. 르야프노프 이론을 이용한 목표각 추종 유도법칙 설계...67
• 나. 지능형 제어기를 이용한 항공기의 회피 유도법칙...75
• 다. 경로점을 통과하는 최적 비행궤적 설계...82
• 5. 고장 검출 및 인식 (FDI)기법 연구...87
• 가. 소프트웨어 기법(모델기반 방식)...88
• 나. 하드웨어 기법(신호기반 방식)...105
• 6. 필터 설계 기법 연구...116
• 가. Kalman Filter의 유도과정...116
• 나. 시뮬레이션과 실제 적용...118
• 7. 알고리듬의 실시간 계산을 위한 수치기법 개발...122
• 가. 입출력 궤적정보를 이용한 시스템 식별기법...122
• 나. 모델 추종제어기법을 이용한 재형상 비행제어...126
• 다. 추정기를 가진 모델추종 재형상 제어시스템의 설계...128
• 라. 수치 시뮬레이션...130
• 마. 연구요약...134
• 제2절 고장허용 비행제어 설계기법 연구...135
• 1. 고장허용 비행제어시스템 연구개요...135
• 가. 연구 범위 및 분류...135
• 나. 고장검출 및 분리...136
• 다. 다중화관리 하드웨어 해법...137
• 라. 해석적 방법...137
• 2. 비행체 고장의 개요 및 특성...139
• 가. 고장의 정의...139
• 나. 고장의 분류 및 고장 요인...139
• 다. 고장 검출 및 인식 기법의 분류...140
• 3. 신경회로망을 이용한 비선형 제어시스템 설계기법 연구...141
• 가. 서론...141
• 나. 신경회로망의 구조와 기본적인 성질...142
• 다. 항공기 시스템 모델 및 제어기 설계...144
• 라. 안정성 해석...146
• 마. 수치예제...148
• 바. 결론...151
• 4. 적응제어기법을 이용한 재형상 제어시스템 설계기법 연구...152
• 가. 적응기법을 이용한 재형상 비행제어 시스템 설계기법 비교...152
• 나. 운동방정식...152
• 다. 제어시스템 구조 및 고장 모델링...153
• 라. 직접법 및 모델추종기법을 이용한 재형상 비행제어시스템 설계...154
• 마. 수치 시뮬레이션 및 결과...158
• 5. 슬라이딩 모드기법 기반 재형상 제어시스템 설계기법 연구...163
• 가. 시스템 운동방정식...163
• 나. 모델 추종제어 기법의 적용...163
• 다. Sliding Mode기법 적용...164
• 라. 조종면 파손 모델링 및 재형상 제어...166
• 마. 시뮬레이션...167
• 6. 모드전환 비행제어 기법 연구...169
• 가. 개요...169
• 나. 연구방법...170
• 제3절 하드웨어 다중화 관리 시스템 연구...172
• 1. 비행제어 시스템 개요...172
• 가. 개요...172
• 나. 제어 시스템의 기능...173
• 다. 하드웨어 다중화 관리 기법...174
• 2. 다중화 관리 시스템 구성...179
• 가. RM 시스템 구성...179
• 3. 비행제어시스템 모듈 프로세서 DSP(Digital Signal Processor)의 소개...181
• 4. 기능별 모듈의 종류...189
• 가. 센서입력부...190
• 나. 비행제어부...191
• 다. 제어신호생성부...191
• 라. 버스 관리 부...192
• 5. 데이터 버스 시스템...192
• 가. CAN의 개요...192
• 나. CAN의 구조 및 물리적 프로토콜...193
• 다. 소프트웨어 프로토콜 (요소기술 및 구현기술)...195
• 라. 버스 운영 방법...196
• 마. BUS FAULT...196
• 6. 다중 비행제어시스템 프로그래밍...197
• 가. 센서입력부 프로그램...198
• 나. 비행제어부 프로그램...199
• 다. 센서신호발생부...201
• 7. 다중화 시스템 보완모델의 해석적 알고리듬 개발...202
• 가. 칼만 필터를 이용한 하드웨어 보완 방식...203
• 나. 관측기를 이용한 해석적 고장 진단 방법...204
• 다. 뱅크 고장 필터 시스템...206
• 제4절 지능형 통합 비행제어 시스템 설계 기법 연구...208
• 1. HILS 시스템 개요...208
• 가. 시뮬레이션의 정의 및 종류...208
• 나. HILS의 필요성...209
• 다. 구성...210
• 2. HILS 시스템을 이용한 실험 연구...216
• 가. 기본 임무수행 테스트...216
• 나. HARDWARE 해법 RM 검증...216
• 다. 칼만필터를 사용한 해석적 여분 방식...227
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...232
• 제1절 계획대비 달성도...232
• 제2절 1단계 연구 결과...233
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...235
• 제6장 참고문헌...237