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심현철 ( Hyunchul Shim ),최경숙 ( Kyung-sook Choi ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-
최근 기후변화로 인한 집중호우의 증가 등 재난특성의 변화로 인한 저수지 등의 수리시설 관리문제가 대두되고 있다. 기후변화에서 기인하는 수문량 증가와 더불어 시설의 급속한 노후화 진행은 저수지 안정성 저하를 가속화 하는 요인으로 작용하고 있으며, 특히 저수지의 기능을 상실하여 실질적인 사용이 없는 저수지의 경우 예산 투입의 법적 근거가 부족하여 효율적인 관리가 거의 이루어지지 못하고 있다는 것이 더 큰 문제이다. 이에 따라, 저수지의 효율적 관리를 위하여 기능저하 저수지의 범위를 규정지어 현재의 관리문제를 해결하고 향후 활용방안을 찾기 위한 노력이 필요한 상황이나, 현재로서는 기능저하 저수지의 산정기준 부재로 대표성을 나타내는 일부 저수지에 국한된 수동적 관리차원에서 머무르고 있다. 특히 농업용수 공급기능을 실제로 상실하였으나 사유지 구역 내에 포함된 저수지 혹은 수익성이 떨어지는 문제 등의 이유로 용도폐지가 어려운 저수지들은 관리범위에서 제외되어 총괄적인 중장기 활용 계획수립이 요원한 현실이다. 따라서 현실적인 관리 한계를 극복하고, 보다 효율적인 저수지 관리를 도모하기 위하여 기능저하 저수지의 범위를 선정할 수 있는 선정기법에 대한 연구를 추진하고자 하였다. 본 연구에서는 각 평가지표에 의한 적정성 검토 및 배점화를 통하여 특정지역의 기능저하 저수지 산정의 우선순위를 1차적으로 결정하고, 선정한 평가지표에 대해 최종적으로 의사결정기법인 AHP기법을 모델화하여 지표간 가중계수를 산정하여 기능저하에 대한 최종 우선순위를 도출하고자 하였다. 이러한 선정기법은 중요도 및 선호도를 체계적으로 비율 척도화한 정량적 결과값을 도출할 수 있어 1차적으로 결정한 정량적인 평가값에 대하여 상호비교검토가 가능할 것으로 판단된다. 본 연구를 통하여 최적의 의사결정 기준을 적용한 효율적인 평가를 수행할 수 있으며, 관련 저수지의 중장기적인 계획 수립과 향후 저수지 유형별로 관리 방향을 설정할 수 있는 기준이 될 수 있을 것으로 사료된다.
무인전투기를 위한 가상 추적점 기반 자율 공중 교전 유도 법칙 설계
유동일(Dong-Il You),심현철(Hyunchul Shim) 한국항공우주학회 2014 韓國航空宇宙學會誌 Vol.42 No.3
본 논문은 무인전투기를 위한 일대일 근접 교전 상황에서의 가상 추적점을 이용한 자율공중 교전 법칙에 관해 기술하였다. 가상의 지연 및 선도 추적점으로 구성된 가상 추적점은 전술 교전 기동을 수행하기 위해서 도입한 것으로 각 가상 추적점은 전투기의 공력 특성과 기본 전투 기동의 선회원, 총 에너지 및 무기 거동 특성을 고려하여 생성된다. 무인전투기는 현재의 교전 상태를 기반으로 기동 전환을 위해 각 추적 기동의 확률을 평가하는 스무딩 함수를 이용해 단일의 가상 추적점을 결정하고 추적 기동을 실시하게 된다. 제안된 기법은 상용 전투기 모델과 X-Plane 시뮬레이터를 이용한 고충실도의 실시간 교전시뮬레이션을 통해 성능을 검증하였다. This paper describes an autonomous air combat guidance law using a Virtual Pursuit Point (VPP) in one-on-one close engagement for Unmanned Combat Aerial Vehicle (UCAV). The VPPs that consist of virtual lag and lead points are introduced to carry out tactical combat maneuvers. The VPPs are generated based on fighter’s aerodynamic performance and Basic Fighter Maneuver (BFM)’s turn circle, total energy and weapon characteristics. The UCAV determines a single VPP and executes pursuit maneuvers based on a smoothing function which evaluates probabilities of the pursuit types for switching maneuvers with given combat states. The proposed law is demonstrated by high-fidelity real-time combat simulation using commercial fighter model and X-Plane simulator.
비행체 운동 역학 기반 경로 추종 시선각 유도 법칙 설계
유동일(Dong-Il You),심현철(Hyunchul Shim) 한국항공우주학회 2012 韓國航空宇宙學會誌 Vol.40 No.6
본 논문에서는 비행체의 운동 역학을 고려한 경로 추종을 위한 시선각 유도 법칙의 유도 게인 설계 기법에 대해 기술하였다. 비례-미분 게인과 접근 거리의 설계 변수로 구성된 시선각 기반 유도 법칙은 유도 게인 결정시 대부분 경험적 또는 실험적인 방법으로 설계하는 것이 일반적인데 이러한 경우 정밀하고 일관적인 경로 추종 성능 보장이 어렵고 비행체 기동 한계 및 운용 속도 등에 따라 설계 변수를 재설계해야하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 연구에서는 비행체의 속도에 따른 운동 역학을 고려하여 설계 변수의 개수를 최소화하고 비행 속도에 따라 유도 법칙 게인이 변화되어 정밀한 경로추종이 가능할 뿐만 아니라 안정적이고 일관된 성능을 갖는 유도 법칙의 게인 설정 기법을 제안하였다. 제안된 기법은 비행체의 자세에 대한 1차 응답 속도를 고려한 비선형 시뮬레이션을 수행하여 추종 성능을 평가하였으며 선형 경로와 원형 경로에 대한 비행 시험을 통해 추종 성능 및 알고리듬의 타당성을 실험적으로 확인하였다. This paper represents a method for designing of path following Line-of-Sight(LOS) guidance law based on vehicle kinematics. In general, a LOS guidance law which is composed of gains and approach length as design parameters is designed by empirical or trial-and-error method. These approaches cannot guarantee a precision tracking performance of guidance law consistently. Also, the design parameters should be redesigned with variations of vehicle maneuverability and flight velocity. Based on a vehicle kinematics with its velocity, the proposed method for designing of parameters not only minimizes the number of design parameters, also has a reliable and consistent tracking performance using variable guidance gain changed in accordance with flight velocity. This is validated by nonlinear simulation with 1<SUP>st</SUP> order attitude response dynamics and flight experiments with given linear and circular path.
저가 하드웨어 기반 멀티로터 비행제어 컴퓨터 설계 및 검증
이다솔(Dasol Lee),심현철(David Hyunchul Shim) 한국항공우주학회 2017 韓國航空宇宙學會誌 Vol.45 No.5
본 논문에서는 저가 하드웨어 기반의 멀티로터용 비행제어 컴퓨터의 하드웨어 개발과 항법 및 제어 알고리즘의 설계 및 구현, 그리고 실제 비행실험을 통한 검증 과정을 서술하였다. 개발된 비행제어 컴퓨터는 마이크로컨트롤러를 통하여 멀티로터를 안정적으로 제어하며 통합된 Linux 컴퓨터를 활용하여 복잡한 임무에 대응이 가능하도록 설계되었다. 항법 해는 Complementary Filter를 통하여 500 Hz의 속도로 계산을 수행하고, 멀티로터의 운동모델을 기반으로 Observer를 설계, 측정 잡음을 크게 줄였다. 제어 알고리즘은 3차원 Curve Fitting을 통하여 얻은 Feed-forward Term을 사용하여 반응속도를 크게 향상시켰으며, 다수의 비행실험을 통하여 실제 상황에서 효과적으로 동작함을 확인하였다. This paper describes development and validation processes of a low-cost hardware based flight control computer designed for multi-rotor UAVs. The developed flight control computer controls multi-rotors stable and can handle complex flight missions using an integrated high-performance Linux computer. A complementary filter generates a navigation solution with 500 Hz, and a proposed observer significantly reduces measurement noise. A control algorithm utilizes a feed-forward term computed by a three-dimensional curve fitting method, and it increases tracking performance. The developed flight control system has been fully tested through several test flights, and it can apply to real flight environments.