Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR102093744B1 - Method of parameter optimization for ensuring longitudinal axis stability and flying quality for aircraft - Google Patents

Method of parameter optimization for ensuring longitudinal axis stability and flying quality for aircraft Download PDF

Info

Publication number
KR102093744B1
KR102093744B1 KR1020180103861A KR20180103861A KR102093744B1 KR 102093744 B1 KR102093744 B1 KR 102093744B1 KR 1020180103861 A KR1020180103861 A KR 1020180103861A KR 20180103861 A KR20180103861 A KR 20180103861A KR 102093744 B1 KR102093744 B1 KR 102093744B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
aircraft
stability
flightability
angular acceleration
vertical axis
Prior art date
Application number
KR1020180103861A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200025890A (en
Inventor
김종섭
양인석
고기옥
김병수
Original Assignee
한국항공우주산업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공우주산업 주식회사 filed Critical 한국항공우주산업 주식회사
Priority to KR1020180103861A priority Critical patent/KR102093744B1/en
Publication of KR20200025890A publication Critical patent/KR20200025890A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102093744B1 publication Critical patent/KR102093744B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C13/00Control systems or transmitting systems for actuating flying-control surfaces, lift-increasing flaps, air brakes, or spoilers
    • B64C13/02Initiating means
    • B64C13/04Initiating means actuated personally
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0808Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
    • G05D1/0816Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft to ensure stability
    • G05D1/0825Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft to ensure stability using mathematical models
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
    • G05D1/0808Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
    • G05D1/0816Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft to ensure stability
    • G05D1/085Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft to ensure stability to ensure coordination between different movements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

본 발명은, 항공기의 동특성을 제거하고 동적 요구 입력을 산출하도록 구성되는 목표 동역학을 설계하는 단계, 각가속도 센서로부터 측정된 각가속도와 동적 요구 입력의 차이를 입력으로 하여 항공기의 수학적 비선형 모델을 산출하고 역변환(Inversion)으로 제거하여 각가속도로 표현되는 역운동 모델을 설계 및 목표 동역학의 제어기의 파라미터를 최적화하는 단계를 포함하는 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법은 각가속도 센서를 이용한 증분방식의 동적 역변환 제어 방식을 기반으로 비행성 여유를 만족시킬 수 있으며, 위상여유 및 등가 시간지연 특성을 개선하여 안정성을 동시에 만족시켜 감항인증 획득이 용이해지는 효과가 있다.
The present invention is to design a target dynamics configured to remove dynamic characteristics of an aircraft and to calculate a dynamic demand input, and calculate a mathematical nonlinear model of an aircraft by inputting the difference between the angular acceleration measured from the angular acceleration sensor and the dynamic demand input as input. It relates to a parameter optimization method for satisfying the stability and flightability of the vertical axis of the aircraft, including the step of optimizing the parameters of the controller of the target dynamics and designing an inverse motion model represented by angular acceleration by removing it with (Inversion).
The parameter optimization method for satisfying the stability and flightability of the vertical axis of the aircraft according to the present invention can satisfy the flightability margin based on the incremental dynamic reverse conversion control method using the angular acceleration sensor, and improve the phase margin and equivalent time delay characteristics It has the effect of satisfying the stability at the same time, making it easy to obtain airworthiness certification.

Figure R1020180103861
Figure R1020180103861

Description

항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법{METHOD OF PARAMETER OPTIMIZATION FOR ENSURING LONGITUDINAL AXIS STABILITY AND FLYING QUALITY FOR AIRCRAFT}How to optimize parameters to meet the stability and flightability of the vertical axis of the aircraft {METHOD OF PARAMETER OPTIMIZATION FOR ENSURING LONGITUDINAL AXIS STABILITY AND FLYING QUALITY FOR AIRCRAFT}

본 발명은 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 센서로부터 측정되는 각가속도 정보를 이용하여 증분 방식의 비선형 동적모델역변환(Incremental Nonlinear Dynamic Inversion, INDI) 제어법칙을 설계하며 최적화하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for optimizing the parameters for the stability and flightability of the vertical axis of the aircraft, and more specifically, an incremental nonlinear dynamic inversion (INDI) control method using angular acceleration information measured from a sensor. It is about how to design and optimize.

현대의 고성능 전투기는 고기동성(high maneuverability)을 확보하기 위해 정안정성완화(Relaxed Static Stability, RSS)개념으로 형상을 설계한다. 따라서 불안정한 항공기에 안정성(stability) 및 임무에 적합한 비행성(flying qualities)을 부여하기 위해 비행제어계통(Flight Control System, FCS)을 설계한다.Modern high-performance fighter planes are designed with the concept of Relaxed Static Stability (RSS) to ensure high maneuverability. Therefore, a flight control system (FCS) is designed to provide stability and flying qualities suitable for missions to unstable aircraft.

나아가 최근 조종성능과 더불어 비행안전을 목표로 하는 양산항공기에는 비행제어컴퓨터의 계산처리량, 메모리 저장공간 등의 제약 등으로 인해 기 검증된 고전제어 또는 고전제어를 보완한 진보된 제어이론이 적용되고 있다.Furthermore, advanced control theory that complements the classic control or the classic control that has been verified due to limitations such as computational throughput of the flight control computer and memory storage space has been applied to mass-produced aircraft aiming for flight safety in addition to maneuvering performance. .

특히 항공기의 운용 중 물적 특성이 달라지는 경우에 고전적인 방법으로 변화하는 물적 특성의 변화에 대응하여 강건한 제어가 이루어지지 못하는 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 무게중심의 변화를 최소화하는 기술이 대한민국 등록특허 제1,445,221호로 개시되어 있다. In particular, when the physical properties are changed during the operation of the aircraft, there is a problem in that robust control cannot be achieved in response to changes in the physical properties that are changed in a classical manner. In order to solve this problem, a technique for minimizing the change in the center of gravity is disclosed in Korean Patent No. 1,445,221.

그러나 종래기술로서 물리적 특성변화를 줄이기 위한 방법은 항공기의 물리적 특성을 운용 중에 능동적으로 변화시키기 어려우며, 풍동시험을 통하여 비행체의 비행특성에 대하여 모사된 모델을 선택하더라도 실제 비행할 때의 특성과는 차이가 발생하여 안성정이 낮아지게 되는 문제점이 있다.However, as a conventional technique, it is difficult to actively change the physical characteristics of an aircraft during operation, and even if a model simulated for the flight characteristics of a vehicle is selected through wind tunnel tests, it is different from the characteristics of actual flight. There is a problem that the Anseongjeong is lowered due to.

대한민국 등록특허 제1,445,221호Republic of Korea Registered Patent No. 1,445,221

본 발명은 종래의 항공기의 변화하는 무게중심에 대응하여 항공기의 센서기반 비선형 동적모델역변환 제어방식에서 세로축의 비행성 및 안정성을 충족시키는 제어 파라미터를 최적화 시키는 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a method of optimizing control parameters that satisfy flightability and stability of a vertical axis in a sensor-based nonlinear dynamic model inverse transformation control method of an aircraft in response to a changing center of gravity of a conventional aircraft.

상기 과제의 해결 수단으로서, 항공기의 동특성을 제거하고 동적 요구 입력을 산출하도록 구성되는 목표 동역학을 설계하는 단계, 각가속도 센서로부터 측정된 각가속도와 동적 요구 입력의 차이를 입력으로 하여 항공기의 수학적 비선형 모델을 산출하고 역변환(Inversion)으로 제거하여 각가속도로 표현되는 역운동 모델을 설계 및 목표 동역학의 제어기의 파라미터를 최적화하는 단계를 포함하는 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법이 제공될 수 있다.As a solution to the above problems, a step of designing a target dynamics configured to remove dynamic characteristics of an aircraft and to calculate a dynamic demand input, and inputting a difference between an angular acceleration measured by an angular acceleration sensor and a dynamic demand input as an input to develop a mathematical nonlinear model of the aircraft. A parameter optimization method for satisfying stability and flightability of the vertical axis of the aircraft may be provided, including the step of designing and removing an inversion to optimize the parameters of the controller of the target dynamics and designing an inverse motion model represented by angular acceleration.

여기서 목표 동역학의 제어기는, 조종사의 수직가속도 명령, 센서로부터 측정되는 항공기의 수직가속도, 피치각속도 궤환(feedback) 입력으로 피치 각가속도 명령을 산출하도록 구성될 수 있다.Here, the controller of the target dynamics may be configured to calculate a pitch angular acceleration command by a pilot's vertical acceleration command, an aircraft's vertical acceleration measured by a sensor, and a pitch angular velocity feedback input.

한편, 목표 동역학의 제어기의 파라미터는, 소정 기준에 따른 안정성 여유를 최상위 제약조건(Hard Constraint)으로 하며, 비행성 설계목표를 하위 제약조건(Soft Constraint)으로 하여 결정될 수 있다. On the other hand, the parameters of the controller of the target dynamics may be determined by setting the stability margin according to a predetermined criterion as the highest constraint (Hard Constraint) and the flightability design goal as the lower constraint (Soft Constraint).

또한, 목표 동역학의 제어기는,

Figure 112018086888135-pat00001
In addition, the controller of the target dynamics,
Figure 112018086888135-pat00001

로 설계하며, 여기서,

Figure 112018086888135-pat00002
는 조종사의 수직가속도 명령이며,
Figure 112018086888135-pat00003
는 센서로부터 측정되는 항공기의 수직가속도이며,
Figure 112018086888135-pat00004
는목표동역학으로부터 산출되는 목표로 하는 피치 각가속도 명령이며,
Figure 112018086888135-pat00005
는 피치 각속도 궤환이며,
Figure 112018086888135-pat00006
,
Figure 112018086888135-pat00007
,
Figure 112018086888135-pat00008
Figure 112018086888135-pat00009
는 제어이득 파라미터일 수 있다.Designed as, where:
Figure 112018086888135-pat00002
Is the pilot's vertical acceleration command,
Figure 112018086888135-pat00003
Is the vertical acceleration of the aircraft measured from the sensor,
Figure 112018086888135-pat00004
Is a target angular acceleration command calculated from target dynamics,
Figure 112018086888135-pat00005
Is the pitch angular velocity feedback,
Figure 112018086888135-pat00006
,
Figure 112018086888135-pat00007
,
Figure 112018086888135-pat00008
And
Figure 112018086888135-pat00009
May be a control gain parameter.

또한, 목표 동역학은 조종사의 수직가속도 명령단에 진상보상기(lead compensator)를 더 포함하여 설계될 수 있다.In addition, the target dynamics may be designed to further include a lead compensator in the pilot's vertical acceleration command stage.

한편, 안정성 여유는 이득여유 및 위상여유를 포함할 수 있다.Meanwhile, the stability margin may include gain margin and phase margin.

또한, 비행성 설계 목표는 단주기(short-period) 이며, 경우에 따라 장주기 모드에 대한 설계 목표를 포함할 수 있다.In addition, the flight design target is short-period, and in some cases, may include a design target for the long-period mode.

한편, 파라미터의 초기값은

Figure 112018086888135-pat00010
,
Figure 112018086888135-pat00011
,
Figure 112018086888135-pat00012
로 결정될 수 있다.Meanwhile, the initial value of the parameter
Figure 112018086888135-pat00010
,
Figure 112018086888135-pat00011
,
Figure 112018086888135-pat00012
Can be determined as.

본 발명에 따른 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법은 각가속도 센서를 이용한 증분방식의 동적 역변환 제어 방식을 기반으로 비행성 여유를 만족시킬 수 있으며, 위상여유 및 등가 시간지연 특성을 개선하여 안정성을 동시에 만족시켜 감항인증 획득이 용이해지는 효과가 있다.The parameter optimization method for satisfying the stability and flightability of the vertical axis of the aircraft according to the present invention can satisfy the flightability margin based on the incremental dynamic reverse conversion control method using the angular acceleration sensor, and improve the phase margin and equivalent time delay characteristics It has the effect of satisfying the stability at the same time, making it easy to obtain airworthiness certification.

도 1은 본 발명에 따른 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법의 순서도이다.
도 2는 도 1의 파라미터 최적화 단계의 상세한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 항공기 제어 시스템의 블록선도이다.
도 4는 도 1의 동적 제어 이득을 도출하기 위한 목표동역학의 블록도이다.
도 5는 비행성 파라미터 최적화 결과의 일 예가 나타난 테이블이다.
도 6은 도 6은 case에 따른 비행성 및 안정성 여유를 나타낸 테이블이다.
도 7은 설계 및 최적화 방식에 따른 보데선도가 도시된 도면이다.
도 8은 단위입력에 때한 시간에 따른 응답특성이 도시된 그래프이다.
1 is a flow chart of a parameter optimization method for satisfying the stability and flightability of an aircraft in accordance with the present invention.
FIG. 2 is a detailed flowchart of the parameter optimization step of FIG. 1.
3 is a block diagram of an aircraft control system according to the present invention.
FIG. 4 is a block diagram of target dynamics for deriving the dynamic control gain of FIG. 1.
5 is a table showing an example of the flight parameter optimization results.
6 is a table showing flightability and stability margin according to case.
7 is a view showing a Bode diagram according to a design and optimization method.
8 is a graph showing response characteristics according to time at the time of unit input.

이하, 본 발명의 실시 예에 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.Hereinafter, a method for optimizing parameters for satisfying the stability and flightability of an aircraft in an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the embodiments, the names of each component may be referred to as other names in the art. However, if they have functional similarity and identity, even if a modified embodiment is employed, it can be regarded as an even configuration. In addition, symbols added to each component are described for convenience of description. However, the illustrated contents on the drawings in which these codes are described do not limit each component to the range in the drawing. Similarly, even if an embodiment in which some modifications of the configuration on the drawing is employed, it can be regarded as an equivalent configuration if there is functional similarity and identity. In addition, in light of the general technical level of the technical field, if it is recognized as a component that should be included, a description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법의 순서도이며, 도 2는 도 1의 파라미터 최적화 단계의 상세한 순서도이며, 도 3은 본 발명에 따른 항공기 제어 시스템의 블록선도이고, 도 4는 도 1의 동적 제어 이득을 도출하기 위한 목표동역학의 블록도이다.1 is a flowchart of a parameter optimization method for satisfying the stability and flightability of an aircraft according to the present invention, FIG. 2 is a detailed flowchart of the parameter optimization step of FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram of an aircraft control system according to the present invention And FIG. 4 is a block diagram of target dynamics for deriving the dynamic control gain of FIG. 1.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법은 독립적으로 설계되는 목표 동역학(1)과 동적역변환(2)을 통하여 생성되는 제어입력에 의한 항공기의 출력이 비행성과 안정성을 모주 충족할 수 있도록 설계될 수 있다.As shown in the figure, the parameter optimization method for meeting the vertical axis stability and flightability of the aircraft according to the present invention allows the output of the aircraft by the control input generated through the target dynamics (1) and the dynamic inversion (2) to be designed independently. It can be designed to meet performance stability.

본 발명에 따른 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법은 목표 동역학 설계 단계(S100), 역운동 모델 설계 단계(S200) 및 파라미터 최적화 단계(S300)를 포함하여 구성될 수 있다.The parameter optimization method for satisfying the stability and flightability of the vertical axis of the aircraft according to the present invention may include a target dynamics design step (S100), a reverse motion model design step (S200), and a parameter optimization step (S300).

목표 동역학 설계 단계(S100)는 도 4에 도시된 바와 같이 세로축(longitudinal)에 대하여 비례-적분 방식으로 제어기가 설계될 수 있다. 제어기는 비행성 파라미터를 포함하여 구성되며, 비행성 설계목표를 기반으로 초기값을 설정하고 파라미터는 차후 최적화 단계를 통하여 항공기 모델, 센서 및 구동기가 포함된 선형제어시스템에서 설계 목표를 만족할 수 있도록 구성된다.The target dynamics design step (S100), as shown in FIG. 4, the controller may be designed in a proportional-integral manner with respect to the longitudinal axis. The controller consists of flightability parameters, sets initial values based on the flightability design goals, and configures the parameters to satisfy the design goals in a linear control system that includes aircraft models, sensors, and drivers through a subsequent optimization step. do.

목표 동역학(1)의 제어기는 다음의 제어법칙으로 설계될 수 있다.The controller of the target dynamics 1 can be designed with the following control laws.

Figure 112018086888135-pat00013
Figure 112018086888135-pat00013

여기서,

Figure 112018086888135-pat00014
는 조종사의 수직가속도 명령이며,
Figure 112018086888135-pat00015
는 센서로부터 측정되는 항공기의 수직가속도이며,
Figure 112018086888135-pat00016
는목표동역학으로부터 산출되는 목표로 하는 피치 각가속도 명령이며,
Figure 112018086888135-pat00017
는 피치 각속도 궤환이며,
Figure 112018086888135-pat00018
,
Figure 112018086888135-pat00019
,
Figure 112018086888135-pat00020
Figure 112018086888135-pat00021
는 제어이득 파라미터를 나타낸다.here,
Figure 112018086888135-pat00014
Is the pilot's vertical acceleration command,
Figure 112018086888135-pat00015
Is the vertical acceleration of the aircraft measured from the sensor,
Figure 112018086888135-pat00016
Is a target angular acceleration command calculated from target dynamics,
Figure 112018086888135-pat00017
Is the pitch angular velocity feedback,
Figure 112018086888135-pat00018
,
Figure 112018086888135-pat00019
,
Figure 112018086888135-pat00020
And
Figure 112018086888135-pat00021
Indicates the control gain parameter.

무게중심의 수직가속도 및 선형시스템의 관계식으로부터 받음각은 다음과 같이 피치 각속도로 표현될 수 있다.From the relationship between the vertical acceleration of the center of gravity and the linear system, the angle of attack can be expressed as the pitch angular velocity as follows.

Figure 112018086888135-pat00022
,
Figure 112018086888135-pat00023
,
Figure 112018086888135-pat00024
Figure 112018086888135-pat00022
,
Figure 112018086888135-pat00023
,
Figure 112018086888135-pat00024

여기서

Figure 112018086888135-pat00025
는 항공기 속도,
Figure 112018086888135-pat00026
는 중력가속도 및
Figure 112018086888135-pat00027
는 피치자세각 시정수(pitch attitude time constant)로서 항공기 모델로부터 획득할 수 있다.here
Figure 112018086888135-pat00025
Aircraft speed,
Figure 112018086888135-pat00026
Is the gravitational acceleration and
Figure 112018086888135-pat00027
Is the pitch attitude time constant, which can be obtained from the aircraft model.

상기 관계식을 라플라스 변환(laplace transform)하고 목표 동역학의 관계식에 적용하여 정리하면 다음과 같이 표현될 수 있다.When the relational expression is applied to the relational expression of the target dynamics by laplace transform, it can be expressed as follows.

Figure 112018086888135-pat00028
Figure 112018086888135-pat00028

여기

Figure 112018086888135-pat00029
,
Figure 112018086888135-pat00030
,
Figure 112018086888135-pat00031
,
Figure 112018086888135-pat00032
이다.here
Figure 112018086888135-pat00029
,
Figure 112018086888135-pat00030
,
Figure 112018086888135-pat00031
,
Figure 112018086888135-pat00032
to be.

한편, 각 파라미터는 다음과 같이 결정할 수 있다.Meanwhile, each parameter can be determined as follows.

Figure 112018086888135-pat00033
,
Figure 112018086888135-pat00034
,
Figure 112018086888135-pat00035
Figure 112018086888135-pat00033
,
Figure 112018086888135-pat00034
,
Figure 112018086888135-pat00035

결정된 파라미터를 전달함수에 적용하면 다음과 같이 표현될 수 있다.When the determined parameter is applied to the transfer function, it can be expressed as follows.

Figure 112018086888135-pat00036
Figure 112018086888135-pat00036

그리고, 분자 항의

Figure 112018086888135-pat00037
에 의한 효과를 상쇄하기 위하여
Figure 112018086888135-pat00038
를 다음의 식으로 정의할 수 있다.And, molecular protest
Figure 112018086888135-pat00037
To offset the effect of
Figure 112018086888135-pat00038
Can be defined by the following equation.

Figure 112018086888135-pat00039
Figure 112018086888135-pat00039

또한, 목표 동역학(1)의 제어기는 조종특성을 개선할 수 있도록 세로축 조종명령단에 진상보상기(lead compensator, 11)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 특별한 경우를 제외하고 시스템의 영점(zero)는 피드백 시스템에 의해 영향을 받지 않고 항공기 자체의 공력특성에 의하여 결정된다. 다만, 영점의 위치는 조종특성에 영향을 미치기 때문에 설계자가 원하는 조종특성을 얻기 위해서는 적절한 값을 갖도록 설계되어야 한다. 진상보상기(11)의 전달함수에서 극점-영점 상쇄(pole-zero cancelation)를 적용하면 다음을 얻을 수 있다.In addition, the controller of the target dynamics 1 may be configured to include a lead compensator 11 in the vertical axis control command stage to improve the control characteristics. Here, except in special cases, the zero of the system is not affected by the feedback system and is determined by the aerodynamic characteristics of the aircraft itself. However, since the position of the zero point affects the steering characteristics, it must be designed to have appropriate values in order to obtain the desired steering characteristics. When the pole-zero cancelation is applied in the transfer function of the true compensator 11, the following can be obtained.

Figure 112018086888135-pat00040
Figure 112018086888135-pat00040

이로부터 임의의 피드백 시스템에 대하여 진상보상기(11)를 사용하여 조종특성을 향상시켜 설계 목표를 만족시킬 수 있게 된다. 여기서,

Figure 112018086888135-pat00041
,
Figure 112018086888135-pat00042
의 파라미터로 설정한다.From this, it is possible to satisfy the design goal by improving the steering characteristics using the compensator 11 for any feedback system. here,
Figure 112018086888135-pat00041
,
Figure 112018086888135-pat00042
Parameter.

역운동 모델 설계 단계(S200)는 비선형 항공기의 모델을 산출하고 제거하는 단계이다. 역운동 모델은 각가속도로 표현된다. 역운동 모델은 항공기에 장착된 각가속도 센서로부터 직접 각가속도 정보를 획득하여 제어할 수 있도록 구성된다.The inverse motion model design step S200 is a step of calculating and removing a model of a nonlinear aircraft. The inverse motion model is expressed by angular acceleration. The inverse motion model is configured to obtain and control angular acceleration information directly from the angular acceleration sensor mounted on the aircraft.

구체적으로 비선형 동적모델역변환 제어입력을 산출하면 다음과 같이 표현될 수 있다.Specifically, calculating the nonlinear dynamic model inverse transform control input can be expressed as follows.

Figure 112018086888135-pat00043
Figure 112018086888135-pat00043

여기서

Figure 112018086888135-pat00044
는 상태 백터(state vector)이고,
Figure 112018086888135-pat00045
는 제어입력벡터(control input vector)이다. 일반적으로 항공기 내부루프의 상태벡터 변수로는 3축의 가속도를 사용한다. 따라서 3축 가속도를 제어변수(control variable)로 선정하여 상태벡터를 구성할 수 있다.here
Figure 112018086888135-pat00044
Is a state vector,
Figure 112018086888135-pat00045
Is a control input vector. In general, three-axis acceleration is used as the state vector variable of the aircraft's inner loop. Therefore, a state vector can be constructed by selecting 3-axis acceleration as a control variable.

전술한 비선형 운동방정식을 현재의 상태변수

Figure 112018086888135-pat00046
및 제어입력
Figure 112018086888135-pat00047
에 대하여 Taylor 시리즈로 전개하고, 간략화하면 다음과 같이 표현이 가능하다.The nonlinear motion equation described above is the current state variable
Figure 112018086888135-pat00046
And control input
Figure 112018086888135-pat00047
For Taylor series, it can be expressed as follows.

Figure 112018086888135-pat00048
Figure 112018086888135-pat00048

Figure 112018086888135-pat00049
Figure 112018086888135-pat00049

Figure 112018086888135-pat00050
Figure 112018086888135-pat00050

여기서

Figure 112018086888135-pat00051
이며,
Figure 112018086888135-pat00052
이다. 상기 식을 제어면 변위에 대하여 표현하면 다음과 같다.here
Figure 112018086888135-pat00051
And
Figure 112018086888135-pat00052
to be. If the above expression is expressed with respect to the control plane displacement,

Figure 112018086888135-pat00053
Figure 112018086888135-pat00053

여기서

Figure 112018086888135-pat00054
Figure 112018086888135-pat00055
에서의 각가속도가 되며,
Figure 112018086888135-pat00056
에서의 각가속도 (
Figure 112018086888135-pat00057
)에 대한 함수로 표현가능하다. 여기서 B의 역행렬이 존재하면 제어입력
Figure 112018086888135-pat00058
는 다름과 같이 표현될 수 있다.here
Figure 112018086888135-pat00054
The
Figure 112018086888135-pat00055
Is the angular acceleration from,
Figure 112018086888135-pat00056
Angular acceleration at
Figure 112018086888135-pat00057
). Here, if the inverse matrix of B exists, control input
Figure 112018086888135-pat00058
Can be expressed as

Figure 112018086888135-pat00059
Figure 112018086888135-pat00059

여기서

Figure 112018086888135-pat00060
는 항공기 설계 요구조건을 반영한 동적 특성으로 목표동역학이 되며, 이는 항공기 설계 요구조건에 따라 다양한 형태로 설계된다.here
Figure 112018086888135-pat00060
Is a dynamic characteristic that reflects the aircraft design requirements and becomes the target dynamics, which is designed in various forms according to the aircraft design requirements.

역행렬이 존재할 때 제어입력을 비선형 운동방정식에 대입하면 다음과 같다.When an inverse matrix is present, substituting the control input into the nonlinear motion equation is as follows.

Figure 112018086888135-pat00061
Figure 112018086888135-pat00061

따라서 기존 항공기의 동적 특성은 제거되고, 항공기는 설계자 또는 항공기 요구조건에 따른 특성을 추종하게 된다. 결국, B의 역행렬이 존재하면 항공기의 동특성과 독립적으로 목표동역학 부분을 설계할 수 있게 된다.Therefore, the dynamic characteristics of the existing aircraft are removed, and the aircraft follows characteristics according to the designer or aircraft requirements. After all, if the inverse matrix of B exists, it is possible to design the target dynamics part independently of the dynamic characteristics of the aircraft.

여기서, 3축 각가속도 정보를 센서로부터 직접 획득하게 되므로 연료소모 또는 무장 투하 등으로 발생하는 무게중심의 변화에 대하여 수학적으로 정확하게 표현할 수 없는 불확실한 정보를 이용할 수 있으므로 모델 불확실성에 대하여 매우 강건한 제어방식으로 이용될 수 있다.Here, since 3-axis angular acceleration information is obtained directly from the sensor, uncertain information that cannot be expressed mathematically accurately for changes in the center of gravity caused by fuel consumption or armed dropping can be used, so it is used as a very robust control method for model uncertainty. Can be.

파라미터 최적화 단계(S300)는 안정성 요구도 및 비행성 요구도를 모두 만족하는 파라미터 값을 최적화 할 수 있도록 구성된다.The parameter optimization step (S300) is configured to optimize the parameter value that satisfies both the stability requirement and the flightability requirement.

도 2를 다시 살펴보면, 파라미터 최적화 단계(S300)는 비행조건 설정단계(S310), 안정성 및 비행성 요구도 설정단계(S320), 초기값 설정 단계(S330), 안정성 만족여부 판단단계(S340), 비행성 만족여부 판단 단계(S350), 파라미터 갱신 단계(S360)를 포함하여 구성될 수 있다.2, the parameter optimization step (S300) is a flight condition setting step (S310), stability and flightability demand setting step (S320), initial value setting step (S330), stability satisfaction determination step (S340), It may be configured to include a flight performance satisfactory determination step (S350), a parameter update step (S360).

비행조건 설정단계(S310)는 항공기의 파라미터 설정 값을 찾기 위한 비행조건을 설정하는 단계이다. 특정 비행상태를 선정할 수 있으며, 일 예로 속도는 Mach number 0.8 및 5000ft인 조건이 설정될 수 있다.The flight condition setting step (S310) is a step of setting flight conditions for finding the parameter setting value of the aircraft. A specific flight condition may be selected, and, for example, conditions for speeds of Mach number 0.8 and 5000 ft may be set.

안정성 및 비행성 요구도 설정단계(S320)는 만족해야 하는 성능의 기준값을 설정하는 단계에 해당한다. 안정성 및 비행성 요구도는 감항기준(airworthiness certification)인 MIL-HDBK-513C에서 제시하는 요구도로 설정될 수 있다.The stability and flightability demand setting step (S320) corresponds to a step of setting a reference value of performance to be satisfied. Stability and flightability requirements can be set to the requirements presented by MIL-HDBK-513C, the airworthiness certification.

초기값 설정 단계(S330)는 수많은 파라미터 설정 값들 중에서 신속한 최적화 결과를 도출하기 위해 초기값을 설정하는 단계에 해당한다.The initial value setting step (S330) corresponds to a step of setting the initial value in order to derive a rapid optimization result among a number of parameter setting values.

전술한 전달함수에서 폐회로의 특성방정식은 다음과 같이 표현될 수 있다.In the above transfer function, the characteristic equation of the closed loop can be expressed as follows.

Figure 112018086888135-pat00062
Figure 112018086888135-pat00062

여기서

Figure 112018086888135-pat00063
는 단주기 모드 감쇄비(damping ratio)이며,
Figure 112018086888135-pat00064
는 고유진동수(natural frequency)를 나타낸다.here
Figure 112018086888135-pat00063
Is the short cycle mode damping ratio,
Figure 112018086888135-pat00064
Denotes the natural frequency.

상기 전달함수와 특성방정식으로부터 비행성 파라미터의 초기값은 전술한 바와 같이 결정될 수 있다.From the transfer function and characteristic equation, the initial value of the flightability parameter can be determined as described above.

Figure 112018086888135-pat00065
,
Figure 112018086888135-pat00066
,
Figure 112018086888135-pat00067
Figure 112018086888135-pat00065
,
Figure 112018086888135-pat00066
,
Figure 112018086888135-pat00067

안정성 및 비행성 만족여부 판단단계(S340)는 안정성 여유를 Hard Constraint로 설정하며, 비행성 설계 기준을 Soft constraint로 설정하여 설계기준 만족여부를 평가할 수 있다.In the step of determining whether the stability and flight performance is satisfied (S340), the stability margin is set to Hard Constraint, and the flight design criteria are set to Soft constraint to evaluate whether the design criteria are satisfied.

안정성 만족여부는 설정된 파라미터 값을 적용하여 항공기의 제어를 수행할 때 전술한 안정도 요구도를 만족하는지 여부를 판단하는 단계에 해당한다.Whether or not stability is satisfied corresponds to a step of determining whether or not the above-described stability requirement is satisfied when performing control of the aircraft by applying a set parameter value.

안정성 만족여부는 일 예로 이득여유, 위상여유, 고유값(eigenvalue) 및 Nichols Margin 로 판단될 수 있다. For example, whether stability is satisfied may be determined by gain margin, phase margin, eigenvalue, and Nichols Margin.

비행성 만족여부는 안정성 만족여부를 수행하여 현재 설정된 파라미터 값이 적용되었을 때 안정성이 만족되는 경우에 수행될 수 있다. 비행성 만족여부의 판단은 설정된 파라미터 값을 적용하여 항공기의 제어를 수행할 때 비행성 요구도를 만족하는지 여부를 판단하여 수행될 수 있다.Whether or not flight performance is satisfied may be performed when stability is satisfied when the currently set parameter value is applied by performing stability satisfaction. The determination of whether or not flight performance is satisfied may be performed by determining whether or not the flight performance requirement is satisfied when performing control of the aircraft by applying a set parameter value.

비행성 설계 기준의 예로서 Tier #1의 단주기 모드 감쇄비, 주파수, 조종특성 매개변수(control anticipation Parameter, CAP), 등가시간지연 및 Dropback 이 될 수 있으며, 경우에 따라 장주기 모드에 대한 설계 목표를 포함할 수 있다.Examples of flight design criteria can be Tier # 1 short-cycle mode attenuation ratio, frequency, control anticipation parameter (CAP), equivalent time delay, and dropback. In some cases, design goals for long-cycle mode It may include.

파라미터 갱신 단계(S350)는 안정성 만족 및 비행성 만족을 모두 만족할 수 있도록 파라미터를 갱신하는 단계에 해당하며, 파라미터의 변화에 따른 안정성과 비행성의 변화 경향을 고려하여 갱신방향, 즉 파라미터를 증가시키거나 감소시키는 방향이 결정되어 갱신될 수 있다.The parameter update step (S350) corresponds to a step of updating the parameter to satisfy both stability satisfaction and flight satisfaction, and increases the update direction, that is, the parameter in consideration of stability and flight tendency according to the change of parameters. The decreasing direction can be determined and updated.

한편, 안정성 및 비행성 만족여부 판단단계(S340) 내지 갱신단계(S350)는 안정성과 비행성 요구도를 모두 만족하는 파라미터 값이 결정될 때 가지 반복 수행될 수 있다.On the other hand, the stability and flight performance satisfaction determination step (S340) to the update step (S350) may be repeatedly performed when the parameter values satisfying both stability and flightability requirements are determined.

이하에서는 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 파라미터의 최적화에 따른 결과를 설명하도록 한다.Hereinafter, results according to optimization of parameters according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5 to 8.

이하에서의 세 가지 case에 대한 데이터에 대하여 설명하며, case 1은 최적화 단계(S300)에서 단주기 모드 비행성 설계 목표를 Soft Constraint로 설정한 경우의 대조군이며, case 2 및 case 3은 본 발명의 실시예에 따른 일 예이다. case 2는 안정성 여유 및 Nichols Margin 설계기준을 Hard Constraint로 설정하고 비행성 설계 목표를 Soft Constraint로 선정한 경우, case 3은 case 1 로부터 산출된 비행성 파라미터를 기반으로 진상보상기(11)를 설계하고 case 2의 최적화 방식으로 진상보상기(11)의 파라미터를 최적화한 경우(C2)에 대한 평가가 나타나 있다.Data for the three cases will be described below, case 1 is a control group when the short-term mode flightability design target is set to Soft Constraint in the optimization step (S300), case 2 and case 3 are the present invention. This is an example according to the embodiment. In case 2, the stability margin and the Nichols Margin design standard are set to Hard Constraint, and the flightability design target is selected as Soft Constraint, case 3 designs the fact compensation 11 based on the flightability parameters calculated from case 1. The evaluation of the case (C2) when the parameters of the true phase compensator 11 is optimized by the optimization method of 2 is shown.

도 5는 비행성 파라미터 최적화 결과의 일 예가 나타난 테이블이다. 여기서 case 2의 경우에는 피치각속도 궤환 비행성 파라미터가 case 1에 비해 다소 감소되었으나, 비행성 및 위상여유가 만족된 결과가 나타나 있다. case 3은 case 1의 비행성 파라미터 조합을 유지한 상태에서 불만족하는 안정성 여유를 개선하기 위해 앞섬보상필터를 설계하고 계수를 최적화한 결과이다.5 is a table showing an example of the flight parameter optimization results. Here, in case 2, the pitch angular velocity feedback flightability parameter was slightly reduced compared to case 1, but the flightability and phase margin were satisfied. Case 3 is the result of designing a leading edge compensation filter and optimizing the coefficients to improve unsatisfactory stability margins while maintaining the combination of flight parameters of case 1.

도 6은 case에 따른 비행성 및 안정성 여유를 나타낸 테이블이다. 도시된 바와 같이 case 1의 경우에는 비행성 수준 1을 만족하지만 위상여유가 39.3ㅀ으로 45ㅀ이상을 만족하지 못하는 결과가 나타났다. 따라서 case 2와 같이 안정성 여유 및 비행성을 설계목표로 하고 비행성 파라미터를 최적화 한 경우 비행성 설계목표를 만족함과 동시에 안정성 여유도 만족하는 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. case 3의 경우 비행성을 만족하는 case 1에서 안정성을 확보할 수 있도록 진상보상기(11)를 설계하여 안정성을 확보할 수 있게 된다.6 is a table showing flightability and stability margin according to case. As shown, case 1 satisfies flight level 1, but the phase margin is 39.3 ㅀ, which does not satisfy 45 ㅀ or higher. Therefore, as in case 2, if the stability margin and flightability are the design objectives and the flightability parameters are optimized, it can be seen that the results satisfying the flightability design objectives and stability margins can be obtained. In case 3, it is possible to secure stability by designing the true compensator 11 so as to secure stability in case 1 that satisfies flightability.

도 7은 설계 및 최적화 방식에 따른 보데선도가 도시된 도면이다. 도시된 바와 같이, 제어시스템의 이득교차주파수를 유지한 상태에서 위상을 끌어올림으로써 위상여유가 개선됨을 확인할 수 있으며, 전체 제어 시스템 관점에서 위상여유는 개선되는 반면, 비행성 수준 1 이내로 단주기 감쇄비가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 또한 위상여유와 이득여유는 반비례 관계에 있어 위상여유가 증가되면 이득여유는 상대적으로 감소하는 특성이 나타나 비행성과 안정성은 상반된 관계로 해석할 수 있으므로 적절한 trade off를 통하여 제어법칙을 설계할 수 있게 된다.7 is a view showing a Bode diagram according to a design and optimization method. As shown, it can be seen that the phase margin is improved by pulling the phase while maintaining the gain crossing frequency of the control system, and the phase margin is improved from the viewpoint of the overall control system, while short-cycle attenuation within the flightability level 1 It can be seen that the ratio decreases. In addition, the phase margin and gain margin are inversely related, so if the phase margin increases, the gain margin exhibits a relatively decreasing characteristic, so flight and stability can be interpreted as inverse relations. .

도 8은 단위입력에 때한 시간에 따른 응답특성이 도시된 그래프이다. 도시된 바와 같이, case 2 및 case 3의 경우 감쇄비의 감소로 인하여 과도 응답 특성 및 안정화 단계에서 응답 특성에 변화가 있음을 확인할 수 있다. 그러나 안정화 단계에서 한 번의 초과(overshoot) 응답으로 곧바로 안정화 되어 비행성 수준을 만족하는 것을 확인할 수 있다.8 is a graph showing response characteristics according to time at the time of unit input. As shown, it can be seen that in case 2 and case 3, there is a change in the response characteristic in the transient response characteristic and the stabilization step due to the reduction in the attenuation ratio. However, in the stabilization stage, it can be confirmed that it satisfies the level of flightability by stabilizing immediately with one overshoot response.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법은 비선형 동적모델역변환 제어 방식을 적용하며, 제어기를 설계시 안정성 및 비행성 요구도에 따른 파라미터의 최적화를 통하여 요구도를 만족할 수 있어 항공기의 특성이 변화하더라도 감항인증을 만족하는 효과를 발휘할 수 있다.As described above, the parameter optimization method for satisfying the stability and flightability of the aircraft's vertical axis according to the present invention applies a nonlinear dynamic model inverse transformation control method, and when designing a controller, it is required through optimization of parameters according to stability and flightability requirements. Since it can satisfy the characteristics of the aircraft, it can exert the effect of satisfying the airworthiness certification.

1: 목표 동역학
11: 진상보상기
2: 역운동 모델
S100: 목표 동역학 설계 단계
S200: 역운동 모델 설계 단계
S300: 파라미터 최적화 단계
S310: 비행조건 설정 단계
S320: 안정성 및 비행요구도 설정 단계
S330: 초기값 설정 단계
S340: 안정성 및 비행성 만족여부 판단 단계
S350: 파라미터 갱신 단계
1: Target dynamics
11: True Compensation
2: Inverse motion model
S100: Target dynamics design phase
S200: Design phase of inverse motion model
S300: parameter optimization step
S310: Flight condition setting step
S320: Stability and flight demand setting stage
S330: initial value setting step
S340: Stability and flight performance satisfaction determination step
S350: parameter update step

Claims (7)

항공기의 동특성을 제거하고 동적 요구 입력을 산출하도록 구성되는 목표 동역학을 설계하는 단계;
각가속도 센서로부터 측정된 각가속도와 상기 동적 요구 입력의 차이를 입력으로 하여 상기 항공기의 수학적 비선형 모델을 산출하고 역변환(Inversion)으로 제거하여 각가속도로 표현되는 역운동 모델을 설계하는 단계; 및
상기 목표 동역학의 제어기의 파라미터를 최적화하는 단계를 포함하며,
상기 목표 동역학의 제어기는,
조종사의 수직가속도 명령;
센서로부터 측정되는 상기 항공기의 수직가속도;
피치각속도 궤환(feedback) 입력으로 피치 각가속도 명령을 산출하도록 구성되며,
상기 목표 동역학의 제어기의 파라미터는,
소정 기준에 따른 안정성 여유를 최상위 제한조건(Hard Constraint)으로 하며,
비행성 설계목표를 Soft Constraint로 하여 결정하는 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법.
Designing a target dynamics configured to remove dynamic characteristics of the aircraft and to calculate dynamic demand inputs;
Calculating a mathematical nonlinear model of the aircraft by taking the difference between the angular acceleration measured from the angular acceleration sensor and the dynamic demand input as an input, and removing it by inversion to design an inverse motion model represented by angular acceleration; And
Optimizing the parameters of the controller of the target dynamics,
The controller of the target dynamics,
Pilot's vertical acceleration command;
Vertical acceleration of the aircraft measured from a sensor;
It is configured to calculate the pitch angular acceleration command by inputting the pitch angular velocity feedback.
The parameters of the controller of the target dynamics,
The stability margin according to the predetermined standard is set as the highest constraint (Hard Constraint),
A method of optimizing the parameters to meet the stability and flight characteristics of the vertical axis of the aircraft, which is determined by designing the flight objective as a soft constraint.
삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 목표 동역학의 제어기는,
Figure 112018086888135-pat00068

로 설계하며,
여기서,
Figure 112018086888135-pat00069
는 상기 조종사의 수직가속도 명령이며,
Figure 112018086888135-pat00070
는 상기 센서로부터 측정되는 항공기의 수직가속도이며,
Figure 112018086888135-pat00071
는 상기 목표동역학으로부터 산출되는 목표로 하는 피치 각가속도 명령이며,
Figure 112018086888135-pat00072
는 피치 각속도 궤환이며,
상기
Figure 112018086888135-pat00073
,
Figure 112018086888135-pat00074
,
Figure 112018086888135-pat00075
Figure 112018086888135-pat00076
는 제어이득 파라미터인 것을 특징으로 하는 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법.
According to claim 1,
The controller of the target dynamics,
Figure 112018086888135-pat00068

Designed as
here,
Figure 112018086888135-pat00069
Is the vertical acceleration command of the pilot,
Figure 112018086888135-pat00070
Is the vertical acceleration of the aircraft measured from the sensor,
Figure 112018086888135-pat00071
Is a target angular acceleration command calculated from the target dynamics,
Figure 112018086888135-pat00072
Is the pitch angular velocity feedback,
remind
Figure 112018086888135-pat00073
,
Figure 112018086888135-pat00074
,
Figure 112018086888135-pat00075
And
Figure 112018086888135-pat00076
Is a control gain parameter, a parameter optimization method for meeting the stability and flightability of the vertical axis of the aircraft.
제1 항에 있어서,
상기 목표 동역학은 상기 조종사의 수직가속도 명령단에 진상보상기(lead compensator)를 더 포함하여 설계되는 것을 특징으로 하는 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법.
According to claim 1,
The target dynamics is a parameter optimization method for satisfying the stability and flightability of the vertical axis of the aircraft, characterized in that the pilot further comprises a lead compensator in the vertical acceleration command stage.
제4 항에 있어서,
상기 안정성 여유는 이득여유 및 위상여유를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법.
According to claim 4,
The stability margin is a parameter optimization method for meeting the stability and flight characteristics of the vertical axis of the aircraft, characterized in that it includes a gain margin and a phase margin.
제4 항에 있어서,
상기 비행성 설계목표는 단주기(short-period) 모드에 대한 목표를 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법.
According to claim 4,
The flightability design goal is a short-period (short-period) mode, the method of optimizing the parameters for the stability and flight performance of the vertical axis of the aircraft, characterized in that it comprises a target.
제3 항에 있어서,
상기 파라미터의 초기값은
Figure 112018086888135-pat00077
,
Figure 112018086888135-pat00078
,
Figure 112018086888135-pat00079
로 결정되는 것을 특징으로 하는 항공기 세로축 안정성 및 비행성 충족을 위한 파라미터 최적화 방법.
According to claim 3,
The initial value of the parameter
Figure 112018086888135-pat00077
,
Figure 112018086888135-pat00078
,
Figure 112018086888135-pat00079
Characterized in that the method of optimizing the parameters to meet the stability and flightability of the aircraft vertical axis.
KR1020180103861A 2018-08-31 2018-08-31 Method of parameter optimization for ensuring longitudinal axis stability and flying quality for aircraft KR102093744B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180103861A KR102093744B1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Method of parameter optimization for ensuring longitudinal axis stability and flying quality for aircraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180103861A KR102093744B1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Method of parameter optimization for ensuring longitudinal axis stability and flying quality for aircraft

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200025890A KR20200025890A (en) 2020-03-10
KR102093744B1 true KR102093744B1 (en) 2020-03-26

Family

ID=69800756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180103861A KR102093744B1 (en) 2018-08-31 2018-08-31 Method of parameter optimization for ensuring longitudinal axis stability and flying quality for aircraft

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102093744B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102334150B1 (en) * 2021-05-03 2021-12-02 한화시스템 주식회사 Imtegrated system for analyzing airworthiness for aircraft modification and the method there of

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113486605B (en) * 2021-06-22 2024-06-11 南京航空航天大学 Aircraft model parameter design method considering flight quality
CN114942649B (en) * 2022-06-06 2022-12-06 北京石油化工学院 Airplane pitching attitude and track angle decoupling control method based on backstepping method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9317041B2 (en) 2014-01-21 2016-04-19 Sikorsky Aircraft Corporation Rotor moment feedback for stability augmentation

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101184625B1 (en) * 2010-04-15 2012-09-21 국방과학연구소 Design method of a flight control system for vertical line following guidance
KR101445221B1 (en) 2012-10-25 2014-09-29 한국항공우주산업 주식회사 System and method for adjusting control law gain according to the change of center of gravity of aircraft
KR20160073052A (en) * 2014-12-16 2016-06-24 한국항공우주연구원 Active center of gravity and moment of inertia control method by detecting center of gravity offset in real time

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9317041B2 (en) 2014-01-21 2016-04-19 Sikorsky Aircraft Corporation Rotor moment feedback for stability augmentation

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AIAA Conference paper. 2012. 1. 31. 1부.*
제어로봇시스템학회 논문지. 2005. 11. 30., Vol 11, No 11 (제963면 내지 제968면) 1부.*

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102334150B1 (en) * 2021-05-03 2021-12-02 한화시스템 주식회사 Imtegrated system for analyzing airworthiness for aircraft modification and the method there of

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200025890A (en) 2020-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Morphing aircraft control based on switched nonlinear systems and adaptive dynamic programming
US10852748B2 (en) Methods and apparatus to perform observer-based control of a vehicle
CN105314094A (en) Closed loop control of aircraft control surfaces
Zong et al. Adaptive high‐order dynamic sliding mode control for a flexible air‐breathing hypersonic vehicle
AU2017200308B2 (en) Automated flight throttle control
KR102093744B1 (en) Method of parameter optimization for ensuring longitudinal axis stability and flying quality for aircraft
Zhou et al. Design of attitude control system for UAV based on feedback linearization and adaptive control
Kuperman et al. UDE-based linear robust control for a class of nonlinear systems with application to wing rock motion stabilization
Durmaz et al. Sliding mode control for non-linear systems with adaptive sliding surfaces
Nguyen Least-squares model-reference adaptive control with Chebyshev orthogonal polynomial approximation
Fu et al. Barrier Lyapunov Function‐Based Adaptive Control of an Uncertain Hovercraft with Position and Velocity Constraints
Ataei-Esfahani et al. Nonlinear control design of a hypersonic aircraft using sum-of-squares method
Guoqiang et al. Neural Network‐Based Adaptive Backstepping Control for Hypersonic Flight Vehicles with Prescribed Tracking Performance
CN103809446B (en) Aircraft multiloop model bunch Flutter Suppression combination frequency robust Controller Design method
Cano-González et al. Quadrotor altitude control based on sliding mode control
CN116700107A (en) Controller parameter determining method, device, equipment and readable storage medium
Mooij Passivity analysis for nonlinear, nonstationary entry capsules
Parkhi et al. Roll autopilot design using second order sliding mode
KR102093746B1 (en) Control method of aircraft based on angular acceleration information
Gursoy et al. Concurrent learning enabled adaptive limit detection for active pilot cueing
Popovich Lateral motion control of boeing 747 by using full-order observer
Zhang et al. A data-driven quadratic stability condition and its application for stabilizing unknown nonlinear systems
Chen et al. Parameter Adaptive Terminal Sliding Mode Control of Flexible Coupling Air‐Breathing Hypersonic Vehicle
Zhang et al. Linear near-equilibrium glide model for unpowered entry trajectory control
CN103823374B (en) Aircraft multiloop model bunch compound root locus compensating controller method for designing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20180831

PA0201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20190730

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20200203

PG1501 Laying open of application
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20200320

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20200323

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20230306

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240306

Start annual number: 5

End annual number: 5