초록 ▼

Ⅳ. 연구개발결과
2016년 1차년도 주요 연구개발 내용은 다음과 같다.
(1) 1차년도 (2016년)
○ 멀티콥터 테스트베드 비행체 설계 및 제작 및 비행시험
- 멀티콥터/미래비행체(QTP) 범용 비행모드 개념설계
- 통신/항공전자시스템 아키텍처 설계 및 적용
∘ 스위칭모듈을 사용한 이중 조정명령 구현이 가능한 탑재 시스템 설계
· 탑재 인터페이스, HBS(Hardware Breakdown Structure) 작성 완료
∘ 지상 관제 시스템(GCS) 시스템 개념 설계 완료 및 구현

Ⅳ. 연구개발결과
2016년 1차년도 주요 연구개발 내용은 다음과 같다.
(1) 1차년도 (2016년)
○ 멀티콥터 테스트베드 비행체 설계 및 제작 및 비행시험
- 멀티콥터/미래비행체(QTP) 범용 비행모드 개념설계
- 통신/항공전자시스템 아키텍처 설계 및 적용
∘ 스위칭모듈을 사용한 이중 조정명령 구현이 가능한 탑재 시스템 설계
· 탑재 인터페이스, HBS(Hardware Breakdown Structure) 작성 완료
∘ 지상 관제 시스템(GCS) 시스템 개념 설계 완료 및 구현
∘ 통신 구성도 개념 설계 완료 및 구현
· GCS/FCC간 통신 프로토콜 개념 설계 완료
· 메인 통신 채널 및 비상 통신 채널 전환 시험완료
- 멀티콥터 모델링 시뮬레이션 : 항공분야 표준 좌표계로 모델 구현
- 멀티콥터 테스트베드 동특성 비행시험
∘ 테스트베드 동작확인, 센서 특성파악 및 운동모델 검증
∘ 검증된 운동모델을 HILS에 활용
- 멀티콥터 테스트베드 HILS 검증 및 ATT/POS/KNOB 비행시험 검증
∘ 설계한 ATT(자세)POS(위치)KNOB(노브) 모드 비행시험 완료

○ 미래 비행체 모델링/시뮬레이션 개발 및 제어기 개념 설계
- QTP(Quad Tilt Prop) 비행체 개념 모델링 : 물성치, 공력 파라미터 기반 모델링
∘ SIMULINK를 이용한 MBD(Model Based Design) 제어기 설계
∘ 멀티콥터 테스트베드와 동일한 개념의 제어기 반영(회전익모드)
- 로터 제어 방식 비교 : 가변피치 vs RPM
∘ 두 가지 방법 모두 자세 제어가능
∘ 요 축은 가변피치 방식이 RPM 방식보다 응답빠름(동일 제어기 사용의 경우)
∘ 응답 지연이 클 경우 두 가지 모두 제어성능 저하
- 자세제어(ATT)모드 반영 및 로터 틸팅 천이 시뮬레이션(콜렉티브 피치 제어방식)

○ 자율대응을 위한 기존 제어기법 개선 연구
- DMI(비선형 모델역변환) 제어기 개발 및 시뮬레이션
∘ 스텝명령에 대해 과도응답 없이 추종성능 좋음
∘ 향후 긴급한 회피기동 명령 추종에 활용 가능
- TDC(Time Delay Control) 비선형 강건 제어기법을 이용한 멀티콥터 SCAS 설계
∘ 비선형 TDC SCAS 멀티콥터 적용 및 시뮬레이션
∘ TDC SCAS의 고장 강건성 시뮬레이션 평가 (Hexacopter)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 3요 약 문 ... 5목차 ... 8표목차 ... 9그림목차 ... 9제 1 장 서 론 ... 13제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 14 제 1 절 미래 복합형 비행체 ... 14 제 2 절 상황인식 및 자율대응 ... 14제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 16 제 1 절 모델링 및 비행제어 ... 16 1. 비행체 모델링 개념연구 ... 16 2. 비행모드 및 제어설계 ... 17 제 2 절 Test Bed 선행연구 ... 29 1. Test Bed 시스템 설계 ... 29 2. 비행체 및 FCC 인터페이스 ... 34 3. 비행운영프로그램 및 GCS 개발 ... 40 4. 멀티콥터 시험평가 ... 45 제 3 절 핵심 기술연구 ... 48 1. DMI를 이용한 위치제어 향상 기법연구 ... 48 2. TDC를 이용한 멀티콥터 고장허용 제어기법 연구 ... 57 3. 비행상황인식 연구 ... 73 제 4 절 부록 (Appendix) ... 96 1. 비행체 모델링 개념연구 ... 96 2. 비행운영프로그램 ... 113제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 120 제 1 절 당해연도 연구개발목표 ... 120 제 2 절 당해연도 수행 내용 및 달성도 ... 121제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 126 제 1 절 기대성과 ... 126 1. 기술적 측면 ... 126 2. 경제·산업적 측면 ... 126 제 2 절 활용방안 ... 126제 6 장 참고문헌 ... 127끝페이지 ... 131