고정익 무인기의 지형 추종 비행을 위한 유도제어 알고리듬 설계 (Guidance and Control Algorithm Design for Terrain-Following Flight of a Fixed-Wing UAV)

서지정보

· 발행기관 : 한국항공우주학회
· 수록지 정보 : 한국항공우주학회지 / 51권 / 5호 / 299 ~ 306페이지
· 저자명 : 김명강, 라충길, 김승균, 석진영

초록

본 연구에서는 지면 폭발물 탐색을 위한 지형추종비행을 시뮬레이션으로 수행하였다. 지면 폭발물 탐색을 위한 지형추종비행에서는 낮은 고도로 비행해야 함으로 정밀한 고도제어가 필요하다. 그러나 일반적인 고정익 항공기의 고도제어 알고리즘은 느린 반응속도로 인하여 지면과 일정한 거리를 유지하기 어려워 기체와 지면장애물의 충돌로 인한 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 정밀 지형 추종 비행의 정밀도를 높이기 위해 VTF(Virtual Target Following)과 IVTF(Impedance Virtual Target Following) 알고리즘을 제시하였다. 또한 내부제어 알고리즘으로 PID(Proportional-Integral-Derivative), LQTI(Linear Quadratic Tracker with Integrator)를 적용하여 6자유도 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 정현파를 가지는 임의의 지형과 실제 DTED(Digital Terrain Elevation Model)를 기반으로 수행하였으며, 내부제어기와 VTF, IVTF에 대한 성능 분석을 수행하였다. 시뮬레이션 결과 본 논문에서 제안한 IVTF 알고리즘이 지형추종비행을 위한 정밀고도제어에 효과적인 것을 확인하였다.

영어초록

This paper describes the terrain following flight algorithm for explosive ground search. The aircraft needs to fly at a low altitude for the terrain following flight, which requires a precise altitude following algorithm. However, errors can occur dynamically when changing altitude commands in fixed-wing aircraft. Therefore, this study presents the VTF(Virtual Target Following) and IVTF(Impedance Virtual Target Following) algorithms to increase the precision of terrain following flight. Additionally, simulations were conducted using inner control algorithms, namely PID(Proportional-Integral-Derivative) and LQTI(Linear Quadratic Tracker with Integrator) control algorithm. Two types of terrains were used in the simulations: terrain profile in the form of a sinusoidal wave and DTED(Digital Terrain Elevation Data). The results confirm that the IVTF algorithm proposed in this paper is effective for precise altitude control during terrain following flight.

참고자료

· 없음