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이동표적을 지속적으로 추종하면서 선회하는 무인항공기의 유도기법에 관한 것으로서,관성좌표계(inertial frame)에서 무인항공기의 위치벡터와 속도벡터를 산출하는 제1단계;관성좌표계에서 이동표적의 위치벡터와 속도벡터를 산출하는 제2단계;관성좌표계에서 이동표적의 연직상방에 가상의 구면진자 중심점을 정의하는 제3단계;가상의 구면진자 중심점에 대한 무인항공기의 위치를 진자변수로 산출하는 제4단계;진자변수를 이용하여 관성좌표계에서 무인항공기 유도명령을 산출하는 제5단계; 및,제5단계에서 산출된 유도명령을 무인항공기의 동체좌표계(aircraft body frame)에서 무인항공기 유도명령으로 변환하는 제6단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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제1항에서, 제1단계에서 산출되는,무인항공기의 위치벡터는이고,무인항공기의 속도벡터는인 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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제2항에서, 제2단계에서 산출되는,이동표적의 위치벡터는이고,이동표적의 속도벡터는인 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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제3항에서, 제3단계에서 정의되는,가상의 구면진자 중심점은hd: 이동표적과 무인항공기의 원하는 높이차(desired height) l: 가상의 진자길이(무인항공기에서 가상의 구면진자 중심점까지의 거리)φd: 원하는 스윙각(desired swing angle)인 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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제4항에서, 제4단계에서 산출되는 가상의 구면진자 중심점에 대한 무인항공기의 위치는,가상의 구면진자 중심점에서 무인항공기까지의 거리(l) rd: 원하는 추종거리 (desired standoff distance)φd: 원하는 스윙각(desired swing angle)이고,무인항공기 스윙각(φ)이고,무인항공기 위상각(θ)인 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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제5항에서, 제5단계에서,무인항공기 추종가속도명령(standoff tracking acceleration command)은이고,여기서,관성좌표계에서 기준위치벡터(reference position vector)는이고,관성좌표계에서 기준속도벡터(reference velocity vector)는이고,관성좌표계에서 기준가속도벡터(reference acceleration vector)는이고,K1 : 3차원 공간에서 위치 오차에 대한 이득 K2: 3차원 공간에서 속도 오차에 대한 이득이고,관성좌표계에서 비력가속도명령(specific force acceleration command)은이고,여기서,중력가속도(gravitational acceleration)는인 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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제6항에서, 제6단계에서,무인항공기의 동체좌표계에서 비력가속도명령은이고, 여기서,Φ: 동체좌표계에서 무인항공기 롤각(roll angle)Θ: 동체좌표계에서 무인항공기 피치각(pitch angle)Ψ: 동체좌표계에서 무인항공기 기수각(heading angle)인 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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제7항에서,무인항공기의 종방향 비력가속도명령(longitudinal specific force acceleration command)은 aB,d,z 이고, 무인항공기의 횡방향 비력가속도명령(lateral specific force acceleration command)은 aB,d,y이고, 무인항공기의 롤각명령(roll angle command)은 이고,무인항공기의 속도명령(speed command)는인 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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제1항에서, 제5단계는,무인항공기가 최대속도(vmax)와 실속속도(vmin) 사이의 속도범위 내에서 원하는 속도(vd)로 이동표적을 추종하면서 선회하도록 이동표적의 진행방향과 나란하게 같은 방향으로 무인항공기가 비행할 경우에는 이동표적과 무인항공기가 최단추종거리(rmin, minimum standoff distance)를 유지하고, 이동표적의 진행방향과 나란하게 반대 방향으로 무인항공기가 비행할 경우에는 이동표적과 무인항공기가 최장추종거리(rmax, maximum standoff distance)를 유지하는 유도명령을 산출하는 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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제9항에서, 제5단계에서,무인항공기 추종가속도명령(standoff tracking acceleration command)은이고,여기서,관성좌표계에서 기준위치벡터(reference position vector)는이고,관성좌표계에서 기준속도벡터(reference velocity vector)는이고,관성좌표계에서 기준가속도벡터(reference acceleration vector)는이고,K1 : 3차원 공간에서 위치 오차에 대한 이득 K2: 3차원 공간에서 속도 오차에 대한 이득l: 가상의 진자길이φd: 원하는 스윙각(swing angle)θ: 무인항공기 위상각이고,관성좌표계에서 비력가속도명령(specific force acceleration command)은이고,여기서,중력가속도(gravitational acceleration)는인 것을 특징으로 하는 구면진자 운동을 이용한 무인항공기 유도기법
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