초록 ▼

본 연구에서는 유체역학적 계산에 의해 값을 알기 어려운 파라포일시스템의 Apparent Mass와 Inertia를 시스템 식별기법을 이용하여 추정하는 기법들을 연구하고 추정된 값들을 이용하여 파라포일의 정밀 유도제어시스템을 설계하였다. 또한 바람이 있는 경우 그 정보를 실시간으로 추정하여 파라포일시스템에 대한 바람의 영향을 가능한 한 정확히 파악하고 이를 유도제어에 이용하여 최종목표지점으로 정확히 유도하였고 비행제어를 위한 하드웨어와 소프트웨어를 설계‧제작하여 파라포일 비행체에 탑재한 후 최종적으로 비행시험을 통하여 본 연구의 결과

본 연구에서는 유체역학적 계산에 의해 값을 알기 어려운 파라포일시스템의 Apparent Mass와 Inertia를 시스템 식별기법을 이용하여 추정하는 기법들을 연구하고 추정된 값들을 이용하여 파라포일의 정밀 유도제어시스템을 설계하였다. 또한 바람이 있는 경우 그 정보를 실시간으로 추정하여 파라포일시스템에 대한 바람의 영향을 가능한 한 정확히 파악하고 이를 유도제어에 이용하여 최종목표지점으로 정확히 유도하였고 비행제어를 위한 하드웨어와 소프트웨어를 설계‧제작하여 파라포일 비행체에 탑재한 후 최종적으로 비행시험을 통하여 본 연구의 결과를 검증하였다. 파라미터 값들은 비행시험데이터를 사용하여 추정하되 바람이 있는 경우 바람정보를 알아내고 그 영향을 제거하는 방법을 연구하였고, 유도에서도 바람정보를 이용하여 바람의 외란에 강인한 유도항법 알고리듬을 개발하였다.
본 연구의 목표를 달성하기 위해 1차년도에는 먼저 파라포일시스템의 적절한 모델링 개발을 위하여 기존 연구된 6,7,8,9자유도 모델링을 연구 조사 하였고, 그 결과로 바람의 영향을 고려한 6자유도와 9자유도 수학적 모델링을 구현하여 Apparent Mass와 Inertia 추정 및 바람정보를 획득을 위한 시뮬레이션 시스템을 구축하였다. 또한 비행시험을 위하여 동력 파라포일을 설계‧제작하고 이의 유도제어시스템을 설계‧제작 하였다.
2차년도에는 파라포일이 비행에서 상당한 영향을 받는 바람정보를 획득하는 새로운 알고리듬을 개발하였다.
유인 파라포일 비행체에 유도제어시스템을 탑재하여 비행 시험을 통한 바람정보 획득 알고리듬을 검증하였으며, 실시간으로 획득된 바람 정보를 이용하는 바람의 외란에 강인한 유도 항법을 연구하고 정확한 유도와 소프트랜딩을 위한 Flare 기법을 고안하였다.
3차년도에는 앞에서 설계‧제작한 유도제어 장치를 파라포일시스템에 탑재하여 비행시험을 수행하고 획득한 비행데이터를 이용하여 파라포일 전체시스템의 성능을 분석하였다. 또한 비행 기동을 통하여 얻어진 비행데이터에 앞에서 연구한 시스템 식별 기법을 적용하여 Apparent Mass와 Inertia를 실험적으로 추정하였다. 이렇게 추정된 값들도 포함하여 최종적으로 유도제어시스템을 설계하였으며, 앞에서 개발한 바람정보 획득 알고리듬을 적용하여 바람의 외란에 강인한 항법 알고리듬을 개발하였으며 최종적으로 비행 시험을 수행하고 그 데이터를 분석하여 연구결과를 검증하였다.
본 연구의 결과인 Apparent Mass와 Inertia 값의 추정 방법 연구와 바람 정보를 정확히 추정하는 알고리듬 개발 그리고 바람의 외란에 강인한 항법 알고리듬 개발은 파라포일 비행체 뿐 아니라 바람에 민감한 무인항공기의 유도제어 기법의 정밀도 향상 연구에 기초가 될 것으로 사료된다. 또한 군사적 용도의 정확한 위치에 화물 공수와 민수 용도로 재난지역에 구호품 공수 그리고 동력 파라포일을 이용한 탐사/촬영 등 실용화 제품 개발 시 본 연구 결과를 통하여 바람의 외란에 강인하고 항법의 정밀도를 높이는 영역에 큰 기여를 할 것으로 판단된다.
(출처:요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 7
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 7
• Ⅲ. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 11