상용제어기를 이용한 농용 헬리콥터자세제어의 적용성 평가(Ⅱ) - 순항 비행 및 요 운동 제어 특성 -
Adaptability Evaluation of Attitude Control for Agricultural Helicopter using a Commercial Controller(Ⅱ) - Control performance of cruising and yawing motions -
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초록
본 연구에서는 살포비행의 주된 요운동과 순항비행에 대하여 시뮬레이션과 비행실험을 통해 얻은 적정 제어이득을 적용하여, 농용헬리콥터의 수동과 제어비행에서 순항비행 및 요의 행동을 비교하였다. 수동의 경우는 조종간의 입력 즉, 서보의 입력은 그대로 서보의 출력으로 전달되어 헬리콥터의 비행자세와 반응으로 나타나므로 조종자에 있어 높이와 자세를 유지하는데 높은 숙련도와 노력이 필요하였다. 반면 상용제어기의 적용은 기본적인 자세 및 요의 제어를 제공 받으므로 조종자가 살포작업에 편이성을제공받을 수 있었다. 수동비행에서 요각의 행태는 편류비행의 결과를 보였으나, 제어에서는 목표진행방위각에서 안정되게 유지되었다. 또한 수동 순항비행에서는 롤 및 피치각의 자세가 숙련된 조종자에의해 ±6.9°(±0.11 rad) 정도의 롤 및 피치각의 큰 변동폭을 경험하였다. 반면 자세제어 비행에서는±2.8°(±0.05 rad) 정도의 안정된 변동폭을 유지하였다. 따라서, 상용제어기를 적용함으로써 요운동으로 방향을 유지하고 순항비행에서 살포높이와 속도를 조절하는데 조종자의 편이성을 제공 할 수 있을것으로 생각되었다.
Abstract
Applying proper control gains obtained from simulations and flight trials, the performance duringthe cruise flight and yawing, which are major maneuvers of aerial application using manual andauto pilots was compared and analyzed. For the manual pilot, highly skilled operation would berequired to maintain spray height and attitude because the servo inputs directly transmit to servooutputs, resulted in the helicopter attitude response. However, the adaptation of a commercialcontroller provides a basic attitude and yaw controls, which give a convenience to pilot duringspray operation. Yaw performance at the manual pilot resulted in a drift forwarding, on the otherhand the stability of the target direction was maintained at the auto pilot. The flights wereexperienced the oscillation of roll and pitch within a wide range of ±6.9°(±0.11 rad) at the manualpilot, but within a stable range of ±2.8°(±0.05 rad) at the auto pilot. Thus, the adaptation of acommercial controller would provide that the friendliness to operator, maintaining the yaw directionand adjusting the spray height and speed during cruise flight.
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