목차

표제지=0,1,1

제출문=1,2,2

보고서 초록/김유단=3,4,2

요약문=5,6,4

SUMMARY=9,10,3

CONTENTS=12,13,3

목차=15,16,4

표 차례=18,19,2

그림 차례=19,20,6

제1장 연구개발과제의 개요=25,26,1

제1절 연구개요=25,26,2

제2절 연구 목표=26,27,1

제3절 연차별 연구목표 및 내용=26,27,1

제2장 국내외 기술개발 현황=27,28,1

제1절 국외의 연구 개발 내용 및 결과=27,28,1

제2절 국내의 연구개발 내용 및 결과=28,29,1

제3절 현기술상태의 취약성=28,29,2

제3장 연구개발수행 내용 및 결과=30,31,1

제1절 Mid-level 비행제어 법칙 연구=30,31,1

1. 지능형 비행제어 시스템 연구 개요=30,31,1

가. 신경회로망 유도법칙=30,31,5

나. 피지 논리 유도법칙=34,35,5

다. 유전자 알고리듬=38,39,6

2. 6자유도 비선형 시뮬레이션 프로그램=44,45,1

가. 개요=44,45,2

나. 항공기 모델=45,46,2

다. 운동학 모델링 및 구현=46,47,5

라. 외력 모델링 및 구현=50,51,7

마. 외부환경 모델=56,57,2

바. Matlab Simulink를 이용한 NSPA 구현=57,58,2

3. Mid-level 비행제어 알고리듬 연구=58,59,1

가. NSPA를 이용한 Mid-level 비행제어 연구=58,59,2

나. 시스템 선형화=59,60,7

4. Mid-level 비행제어법칙 알고리듬 개선=66,67,1

가. 르야프노프 이론을 이용한 목표각 추종 유도법칙 설계=66,67,9

나. 지능형 제어기를 이용한 항공기의 회피 유도법칙[원본불량;p.74]=74,75,8

다. 경로점을 통과하는 최적 비행궤적 설계=81,82,6

5. 고장 검출 및 인식 (FDI) 기법 연구=86,87,1

가. 소프트웨어 기법(모델기반 방식)=87,88,17

나. 하드웨어 기법(신호기반 방식)[내용누락;p.104]=104,105,11

6. 필터 설계 기법 연구=115,116,1

가. Kalman Filter의 유도과정=115,116,3

나. 시뮬레이션과 실제 적용=117,118,5

7. 알고리듬의 실시간 계산을 위한 수치기법 개발=121,122,1

가. 입출력 궤적정보를 이용한 시스템 식별기법=121,122,5

나. 모델 추종제어기법을 이용한 재형상 비행제어=125,126,3

다. 추정기를 가진 모델추종 해형상 제어시스템의 설계=127,128,3

라. 수치 시뮬레이션=129,130,4

마. 연구요약=133,134,1

제2절 고장허용 비행제어 설계기법 연구=134,135,1

1. 고장허용 비행제어시스템 연구개요=134,135,1

가.연구 범위 및 분류=134,135,2

나. 고장검출 및 분리=135,136,1

다. 다중화관리 하드웨어 해법=136,137,1

라. 해석적 방법=136,137,2

2. 비행체 고장의 개요 및 특성=138,139,1

가. 고장의 정의=138,139,1

나. 고장의 분류 및 고장 요인=138,139,2

다. 고장 검출 및 인식 기법의 분류=139,140,1

3. 신경회로망을 이용한 비선형 제어시스템 설계기법 연구=140,141,1

가. 서론=140,141,2

나. 신경회로망의 구조와 기본적인 성질=141,142,3

다. 항공기 시스템 모델 및 제어기 설계=143,144,3

라. 안정성 해석=145,146,3

마. 수치예제=147,148,4

바. 결론=150,151,1

4. 적용제어기법을 이용한 재형상 제어시스템 설계기법 연구=151,152,1

가. 적응기법을 이용한 재형상 비행제어 시스템 설계기법 비교=151,152,1

나. 운동방정식=151,152,2

다. 제어시스템 구조 및 고장 모델링=152,153,2

라. 직접법 및 모델추종기법을 이용한 재형상 비행제어시스템 설계[내용누락;p.159]=153,154,9

5. 슬라이딩 모드기법 기반 재형상 제어시스템 설계기법 연구=162,163,1

가. 시스템 운동방정식=162,163,1

나. 모델 추종제어 기법의 적용=162,163,2

다. Sliding Model기법 적용=163,164,3

라. 조종면 파손 모델링 및 재형상 제어=165,166,2

마. 시뮬레이션=166,167,3

6. 모드전환 비행제어 기법 연구=168,169,1

가. 개요=168,169,2

나. 연구방법=169,170,2

제3절 하드웨어 다중화 관리 시스템 연구=171,172,1

1. 비행제어 시스템 개요=171,172,1

가. 개요=171,172,1

나. 제어 시스템의 기능=172,173,2

다. 하드웨어 다중화 관리 기법=173,174,6

2. 다중화 관리 시스템 구성=178,179,1

가. RM 시스템 구성=178,179,2

3. 비행제어시스템 모듈 프로세서 DSP(Digital Signal Processor)의 소개=180,181,9

4. 기능별 모듈의 종류=188,189,2

가. 센서입력부=189,190,2

나. 비행제어부=190,191,1

다. 제어신호생성부=190,191,2

라. 버스 관리 부=191,192,1

5. 데이터 버스 시스템=191,192,1

가. CAN의 개요=191,192,2

나. CAN의 구조 및 물리적 프로토콜=192,193,3

다. 소프트웨어 프로토콜 (요소기술 및 구현기술)=194,195,2

라. 버스 운영 방법=195,196,1

마. BUS FAULT=195,196,2

6. 다중 비행제어시스템 프로그래밍=196,197,2

가. 센서입력부 프로그램=197,198,2

나. 비행제어부 프로그램=198,199,3

다. 센서신호발생부=200,201,2

7. 다중화 시스템 보완모델의 해석적 알고리듬 개발=201,202,2

가. 칼만 필터를 이용한 하드웨어 보완 방식=202,203,2

나. 관측기를 이용한 해석적 고장 진단 방법=203,204,3

다. 뱅크 고장 필터 시스템=205,206,2

제4절 지능형 통합 비행제어 시스템 설계 기법 연구=207,208,1

1. HILS 시스템 개요=207,208,1

가. 시뮬레이션의 정의 및 종류=207,208,2

나. HILS의 필요성=208,209,1

다. 구성=209,210,6

2. HILS 시스템을 이용한 실험 연구=215,216,1

가. 기본 임무수행 테스트=215,216,1

나. HARDWARE 해법 RM 검증=215,216,12

다. 칼만필터를 사용한 해석적 여분 방식=226,227,5

제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도=231,232,1

제1절 계획대비 달성도=231,232,2

제2절 1단계 연구 결과=232,233,2

제5장 연구개발결과의 활용계획=234,235,2

제6장 참고문헌=236,237,2

특정연구개발사업 연구결과 활용계획서/김유단=238,239,12

영문목차

[title page etc.]=0,1,12

CONTENTS=12,13,13

CHAPTER1. OUTLINE OF THE RESEARCH AND THE DEVELOPMENT=25,26,1

1. Outline of the Research=25,26,2

2. Objective of the Research=26,27,1

3. Anual Plan for Research=26,27,1

CHAPTER2. CURRENT SITUATION OF THE CONTROL SYSTEM TECHNOLOGY=27,28,1

1. The Current Situation of the Foreign Technology=27,28,1

2. The Current Situation of the Domestic Technology=28,29,1

3. The Weakness of the Domestic Technology=28,29,2

CHAPTER3. THE CONTENT OF THE RESEARCH=30,31,1

1. Mid-level Flight Control Law=30,31,1

1. The Research of the Intelligent Flight Control System=30,31,1

A. Neural Network Control Law=30,31,5

B. Fuzzy Logic Control Law=34,35,5

C. Genetic Algorithm=38,39,6

2. 6DOF Nonliner Simulation Program=44,45,1

A. Outline=44,45,2

B. Aircraft Model=45,46,2

C. Dynamics Modeling=46,47,5

D. External Force Modeling=50,51,7

E. Environment Modeling=56,57,2

F. NASP Construction Using Matlab Simulink=57,58,2

3. Mid-level Flight Control Algorithm=58,59,1

A. Mid-level Flight Control using NASP=58,59,2

B. System Linearization=59,60,7

4. Improvement of the Mid-level Flight Control Algorithm=66,67,1

A. Design of Aim Angle Guidance Law Using Lyapunov Theory=66,67,9

B. Evasive Guidance Law Using Artificial Intelligence=74,75,8

C. Optimum Flight Path Design Passing Through Waypoints=81,82,6

5. Study on the Fault Detection and Isolation Method=86,87,1

A. Software Approach(Model Based Method)=87,88,17

B. Hardware Approach(Single Based Method)=104,105,11

6. Filter Design=115,116,1

A. Introduction of Kalman Filter=115,116,3

B. Simulation and Real Application=117,118,5

7. Development of Numerical Method for Real-time Computation=121,122,1

A. System ID Method Using Input-Output History=121,122,5

B. Reconfigurable Flight Control Using Model Following Approach=125,126,3

C. Model Following Reconfiguration with Estimator=127,128,3

D. Numerical Simulation=129,130,4

E. Summary=133,134,1

2. Study on Fault Tolerance Flight Control Design=134,135,1

1. Concept of Fault Tolerance Flight Control System=134,135,1

A. Objectives and Classification=134,135,2

B. Fault Detection and Isolation=135,136,1

C. Hardware Based Redundancy Management=136,137,1

D. Analytical Method=136,137,2

2. Aircraft System Fault=138,139,1

A. Definition of Fault=138,139,1

B. Classification and Cause of Fault=138,139,2

C. Fault Detection and ID Methods=139,140,1

3. Nonlinear Control System Approach Using Neural Network=140,141,1

A. Introduction=140,141,2

B. Basic Concept of Neural Networks=141,142,3

C. System Model and Control Law Design=143,144,3

D. Stability Analysis=145,146,3

E. Numerical Example=147,148,4

F. Conclusion=150,151,1

4. Reconfigurable Control System Approach Using Adaptive Controller=151,152,1

A. Comparison of Reconfigurable Flight Control System Design Methods=151,152,1

B. System Dynamics=151,152,2

C. Control System Structure and Fault Modeling=152,153,2

D. Reconfigurable Control System Using Direct Method and Model Following Method=153,154,5

E. Simulation Result=157,158,5

5. Sliding Mode Based Reconfigurable Flight Control System=162,163,1

A. System Dynamics=162,163,1

B. Model Following Approach=163,163,2

C. Sliding Mode Approach=163,164,3

D. Actuator Fault Modeling and Reconfiguration=165,166,2

E. Simulation Result=166,167,3

6. Mode Change Flight Controller=168,169,1

A. Outline=168,169,2

B. Approaches=169,170,2

3. Hardware Redundancy Management System=171,172,1

1. Outline of Flight Control System=171,172,1

A. Basic Concept=171,172,1

B. Function of Control System=172,173,2

C. Hardware Redundancy Management Method=173,174,6

2. Redundancy Management System=178,179,1

A. Contents of Redundancy Management System=178,179,2

3. Introduction of Flight Control System Module Processor,DSP(Digital Signal Processor)=180,181,9

4. Categorization of Functional Module=188,189,2

A. Sensor input Part=189,190,2

B. Flight Control Part=190,191,1

C. Control Signal Generation Part=190,191,2

D. Bus Management Part=191,192,1

5. Data Bus System=191,192,1

A. Outline of CAN Bus System=191,192,2

B. Structure and Physical Protocol of CAN=192,193,3

C. Software Protocol=194,195,2

D. Bus Operation Method=195,196,1

E. Bus Fault=195,196,2

6. Redundancy Flight Control System Programming=196,197,2

A. Sensor input Part Program=197,198,2

B. Flight Control Part Program=198,199,3

C. Sensor Signal Generation Part Program=200,201,2

7. Analytical Algorithm of Redundancy Compensation Model=201,202,2

A. Hardware Compensation Method Using Kalman Filter=202,203,2

B. Analytical Fault Detection Method Using Observer=203,204,3

C. Bank Fault Filter System=205,206,2

4. Research on Intergrated Intelligent Flight Control System=207,208,1

1. Outline of HILS System=207,208,1

A. Definition and Classification of Simulation=207,208,2

B. Necessity of HILS System=208,209,1

C. Contents=209,210,6

2. Test Based on HILS=215,216,1

A. Basic Mission Test=215,216,1

B. RM Verification with Hardware Approach=215,216,12

C. Analytical Redundancy Approach Using Kalman Filter=226,227,5

CHAPTER4. PLAN ACHIEVEMENT AND CONTRIBUTION=231,232,1

1. Achievement Comparing with the Plan=231,232,2

2. Research Result of the 1st Phase=232,233,2

CHAPTER5. PRACTICAL USE OF THE PROPOSED RESEARCH=234,235,2

CHAPTER6. REFERENCE=236,237,14

표2.3.1 우리나라의 항공우주 기술수준=28,29,1

표3.1.1 유전자 알고리듬의 주요 용어 설명=41,42,1

표3.1.2 시뮬레이션 시나리오=71,72,1

표3.1.3 평균 잡음 크기=72,73,1

표3.1.4 시뮬레이션 결과=73,74,1

표3.1.5 퍼지 규칙 베이스=78,79,1

표3.1.6 회피자의 초기값=79,80,1

표3.1.7 빗맞힘 거리와 최종 시간=81,82,1

표3.1.8 경로점 및 최적 결과 (단위:km)=85,86,1

표3.1.9 퍼지규칙=100,101,1

표3.1.10 하드웨어 기법의 분류[내용누락;p.104]=104,105,1

표3.1.11 고장 상황의 예=107,108,1

표3.1.12 패리티 벡터의 표현=109,110,1

표3.1.13 패리티 식=113,114,1

표3.1.14 더치롤 기동의 고유치=129,130,1

표3.2.1 제어면 운용범위=148,149,1

표3.3.1 비행제어시스템 기본기능=172,173,1

표3.3.2 센서사양=198,199,1

표3.3.3 센서 문턱값 및 한계시간=199,200,1

표3.4.1 레이트 테이블 사양=213,214,1

표3.4.2 고장 발생 시나리오=216,217,1

표3.4.3 자이로에 대한 고장 검출 결과=225,226,1

표3.4.4 고장 선언 결과=226,227,1