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SAS를 이용한 농용 무인회전익기 변이익형 로터블레이드의 최적 설계
구영모(Young Mo Koo) 대한기계학회 2020 大韓機械學會論文集B Vol.44 No.1
최근 무인 회전익기의 농업 분야에의 적용이 주목된다. 연구의 목표는 기본 익형이 점진적으로 합성된 변이 블레이드의 정지 비행에 대한 최적 운용 조건의 구명과 그에 따른 스팬 방향 비틀림각의 최적 값을 선정하고, 현장 시험으로 검증하는 것이다. ANSYS Fluent를 이용한 다중 기준 좌표 체계(MRF) 기법으로 분석한 결과의 최적화 과정에 있어 효과적인 도구로써 SAS의 반응 표면 회귀법(Proc RSREG)이 사용되었다. 다목적 설계 목표에서 농용회전익기 엔진의 최대 동력(24kW, 1,000rpm)의 63%로 토크를 제한하여, 반응 표면의 분석을 통하여 안정적인 설계점 DP2(그립 피치각, GPA=15°, 비틀림각, θtw =-11.8°)로부터 보수적 설계점 DP4(GPA=10°, θtw =-4.9°)까지의 조건으로 변이 블레이드를 각각 V1215C-12 및 V1215C-5로 구현하고, 검증 실험에서 569.0N 및 539.6N의 유상 하중을 발휘하였다. Recently, the adoption of unmanned rotorcraft systems in agriculture has attracted increasing attention. The aim of this study is to investigate the optimal operating condition of hovering with the transition blades, progressively formed with two basic airfoils, and to select the optimal twist angle accordingly. Response surface regression process (Proc RSREG) of SAS was used as an effective tool in the optimization of the simulation results, using multiple reference frame methodology via ANSYS Fluent. As a multi-objective design, the torque was limited to 63 % of the available power (24 kW, 1,000 rpm) of the agricultural rotorcraft. From a stable design point of DP2 (GPA = 15°, twist angle = -11.8°) to a conservative design point of DP4 (GPA = 10°, twist angle = -4.9°), designs were selected. Then, the transitional blades were fabricated, and the payloads of 569.0 N and 539.6 N were evaluated, respectively.
노외기계시스템 분야 : P1-1 ; 무인항공방제를 위한 변량살포 제어기의 개발
구영모 ( Young Mo Koo ),박희진 ( Hee Jin Park ) 한국농업기계학회 2015 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.20 No.1
지면속도에 대응하여 PWM 평균 전압이 선형으로 반응하였으므로 PWM 제어가 구현되었고 따라서 DC모터의 제어와 펌프구동이 가능할 것으로 생각되었다. 일차선형 회귀식의 비례상수(기울기)는 평균 2.323 정도였고 이는 이론적인 기울기(△B/△V=2.313)와 비교하여 근사함을 알 수 있다.
농용 무인 헬리콥터의 정지 비행시 편류제어 성능의 평가
구영모,Koo, Young Mo 경북대학교 농업과학기술연구소 2013 慶北大農學誌 Vol.31 No.2
The precision aerial application of small farms, such as paddy, upland and orchard fields using agricultural unmanned helicopters became a new paradigm. The objective of this study was to evaluate the performance of a GPS module and algorithm, controlling drift of agricultural helicopter by the crosswind and maintaining the position for emergency landing. Purpose of the drift control, of which an algorithm works while hovering is related with the emergency sequence that coping with abnormal conditions of rotorcraft system. However, the inertial attitude control cannot detect a drifting motion of fuselage moving at the constant velocity, thus the crosswind takes the helicopter away from the landing position. Performance of the drift control module, based on the GPS that a hovering position did not deviate within 5m in diameter, were tested and evaluated. Initially, the reaction against a disturbing gust wind was sensitive, soon the helicopter maintained its locking position and azimuth within 5m in diameter. It was, however, difficult for the helicopter to recognize the swaying and nodding, the some deviation was expected due to the discrepancy characteristics of the GPS signal. The performance of the drift control proved the effectiveness of the module to maintain the position against an unintended drift during the emergency landing or hovering. 농용무인 헬리콥터는 벼농사는 물론 전작, 과수 등 소규모 필지의 정밀방제에 이용되고 있으며 농작업의 새로운 패러다임으로 자리 잡고 있다. 본 연구의목적은 농용헬리콥터의 비상시퀀스에서 정지비행 중 측풍에 의해서 비상착륙자리를 이탈하지 않고 위치를 유지하는 편류제어 모듈과 알고리즘의 성능을 평가하는데 있다. 편류제어의 목적은 비상착륙과 연동되어있는데, 비상조건에 도달하게 되면 호버링을 하면서 비상대처 알고리즘이 작동하게 된다. 그러나 관성 제어는 등속운동에서 기체의 움직임을 감지하지 못하게 되고 측풍에 의하여 비상지점으로부터 편류를 하게 되어 착륙 목표지점으로부터 멀어질 수 있다. GPS 모듈을 기초로 개발한 편류제어모듈을 시험하였다. 알고리즘 및 실효성을 고려하여 5 m 직경 내에 위치를 벗어나지 않는지에 대한 기준을 적용하였다. 초기에는 2~4m/s의 측풍 교란에 대하여 과민하게 반응하였지만 이후 5 m 직경 내에서 위치를 벗어나지 않고 자세 및 요의 방향을 유지 하였다. 목도의 관찰에서는 전후좌우 흔들림을 인지하기 어려운 정도이지만, 데이터에서 보인 편위는 GPS 수신기의 특성에 기인하는 것으로 판단한다. 이와 같은 편류제어는 비상착륙이나 호버링을 유지하려 할 때 의도하지 않는 편류를 제어하는데 사용될 수 있다.
3차원센서를 이용한 반도체 Wire Bonding 측정/검사 장비 개발
구영모(Young Mo Koo),허종욱(Chong wook Heo) 한국지능시스템학회 2009 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.19 No.1
백색광간섭계 ( White Light Scanning Interferometry : WSI ) 를 사용한 비접촉식 반도체 Wire Bonding 측정/검사 장비를 개발하였다. 평면표시장치(FPD), 반도체, MEMS 등의 분야에서 패턴 관찰시 nano급 3차원 측정기가 요구되고 있어 이에 대한 유용한 대응 방법이 될 수 있다. 또한, 터렛을 사용하여 다양한 배율변경에 유연하게 대응할 수 있도록 하였다. 개발된 장비의 성능을 확인하기 위한 측정 시스템 분석 실험을 하였으며 이에 따른 반복성(Repeatability)과 재현성(Reproducibility)시험 결과를 제시한다.