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- 저자 : 김동춘(Dongchoon Kim) (검색결과 4 건)
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비선형 ARX 모델을 이용한 센서 고장에 강인한 추진체 제어기 설계
김중회(Jung hoe Kim),김동춘(Dongchoon Gim),이상정(Sang jeong Lee) 한국추진공학회 2011 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.11
일회성 비행체의 경우 임무 수행 시작 후에 발생하는 센서 등이 고장 나더라고 이를 극복하고 임무를 완료할 수 있게 강인하게 추진체 제어기를 설계하여야 한다. 이러한 비행체에는 중요 센서의 고장에 대비하여 대체 가능한 센서를 여분으로 장착하여 내결함성을 향상시키고 있다. 이 경우 추가 센서 장착으로 인해 비행체의 가격이 상승하게 된다. 본 논문에서는 NARX 모델을 사용하여 적용대상 추진체의 속도 센서를 대치 가능하게 하였고 각각의 센서 신호는 모델 기반의 고장 진단을 수행하여 고장 식별을 하였다. 설계된 NARX 및 고장 진단 알고리즘은 최적화하여 TI 사의 TMS320F2812 에 탑재되어 실시간으로 HIL 장비와 연동될 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 최소한 의 센서를 적용하여 일회성 비행체의 내결함성을 향상시키고 복잡한 고장 상황하에서 주어진 임무를 완료할 수 있는 추진체 제어기의 설계하여 HIL 환경에서 시험하여 적용 가능성을 확인하였다. A propulsion controller for one-time flight vehicles should be designed robustly so that it can complete its missions even in case sensor failures. These vehicles improve their fault tolerance by back-up sensors prepared for the failure of major sensors, which raises the total cost. This paper presents the NARX model which substitutes vehicles" velocity sensors, and detects failure of sensor signals by using model based fault detection. The designed NARX model and fault detection algorithm were optimized and installed in TI"s TMS320F2812 so that they were linked to HILS instruments in real-time. The designed propulsion controller made the vehicle to have better fault tolerance with fewer sensors and to complete its missions under a lot of complicated failure situations. The controller"s applicability was finally confirmed by tests under the HILS environment.
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김중회(Jung hoe Kim),김동춘(Dongchoon Gim),이상정(Sang jeong Lee) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.5
비행체의 경우 운용 중에 센서 등의 고장이 발생하더라도 이를 극복하고 지속적으로 운용이 가능하게 설계하여야 한다. 이러한 비행체에는 중요 센서의 고장에 대비하여 대체 가능한 센서를 여분으로 장착하여 측정값에 대한 신뢰성을 확보하고 있다. 본 논문에서는 시뮬레이션을 통하여 적용 대상 터보제트엔진의 센서 측정값을 MIMO NARX 모델을 사용하여 센서 결함이 발생하더라도 상태추정을 통하여 대치 가능함을 보였고, HILS 장비에 적용할 수 있는 엔진 모델로 사용가능함을 보였다. A propulsion controller for vehicles should be designed to overcome a sensor failure during a flight, and it is necessary to control the system properly at any circumstances. Therefore, the vehicles need to retain reliability on the sensor measurements by implementing extra sensors to replace the original control sensors in case of their failure. This paper presents the MIMO NARX model by simulation which substitutes measured values with estimated ones by the state estimation technique in case of a sensor failure in a turbojet engine. It is also presented that the NARX model can be adapted as an engine model in HILS equipments.
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퍼지-슬라이딩모드제어기를 이용한 터보제트엔진의 강건제어
김중회(Jung hoe Kim),김동춘(Dongchoon Gim),이상정(Sang jeong Lee) 한국추진공학회 2012 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2012 No.11
본 연구의 제어 대상 시스템인 터보제트엔진은 다양한 조건에서의 높은 기동성이 요구되며 구조모델을 단순히 하여 연료유량의 제어만을 이용하여 엔진의 회전속도를 제어할 수 있다. 제어 측면에서는 연료유량을 통한 추력제어와 엔진에 대한 보호를 동시에 수행하여야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 전통적인 PID, LQG/LTR, 퍼지, 가변구조, H∞ 등의 제어이론이 연구 및 적용되어 왔다. 본 연구에서는 엔진서지를 방지하기 위하여 기준 가속 및 감속도를 설정하고, 이를 퍼지-슬라이딩 모드 제어기로 연료유량을 제어하여 엔진의 가감속이 기준 가감속도 내에서 정밀하게 추종하여 과도 상태 및 정상상태 오차를 개선됨을 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. Turbojet engine are required to have high maneuverability in a variety of flight conditions, and their rotational speed of the engine can be controlled by varying the fuel flow due to their structural simplicity. In term of the control strategy, thrust control by the fuel flow and engine protection should be carried out at the same time. In order to achieve these objectives, the traditional PID, LQG/LTR, fuzzy, variable structure, H∞ control theories have been applied in many research papers. In this study, the fuel flow is controlled by the fuzzy-sliding mode controller and the standard acceleration/ deceleration speed rate is also set to prevent engine stall by the fuzzy-sliding mode controller. Simulation confirmed that the engine"s acceleration and deceleration speed followed the preset standard and thereby transient and steady state error were improved.
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