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학습 진화의 동시 적응에 의한 퍼지 제어기의 최적 설계
조인현(Inhyun Cho),김대진(Daijin Kim) 한국정보과학회 1997 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.24 No.2Ⅱ
본 논문은 퍼지 제어기의 최적 설계 파라메터를 결정하기 위하여 역전파 학습과 유전학적 진화 알고리즘을 결합한 동시 적응 형태의 새로운 퍼지 제어기 설계 방법을 제안한다. 학습 샘플을 이용한 학습에 의한 파라메터 결정 방안은 퍼지 제어기의 초기 파라메터 선택에 매우 민감하게 반응하고, 최적의 제어 성능을 보장하지 못한다. 그리고, 진화에 의한 최적 파라메터 결정 방법은 만족할 만한 목표에 도달하기 위해 일반적으로 많은 세대를 거쳐야 한다. 본 논문에서는 진화에 의한 집단적 탐색과 학습에 의한 국부적 탐색의 동시 적응을 제안하는데, 진화에 의한 집단적 탐색은 최적의 소속 함수들과 규칙 기반들을 생성하여 전역적인 퍼지 제어기 파라메터들을 조정하고, 학습에 의한 국부적 탐색은 주어진 환경에 맞도록 소속 함수들을 미세조정한다. 본 논문에서는 동시 적응을 위해 Lamarckian[1]과 Baldwin[2]이 제안한 두 종류의 동시 적응 방안을 이용하고, 역전파 학습 알고리즘을 이용하는 multi-layer feedforward 신경망 구조의 퍼지 제어기를 고려하였다. 본 논문에서 제안한 설계 방법은 새로운 형태의 COG 비퍼지화기에 의한 단일 지지값의 정확한 계산을 수행하며, 퍼지 규칙 베이스의 최적 설계를 위해 사용되는 저장공간을 줄이고, 여러 성능 평가 요소들이 결합된 성능 평가 함수에 의해 소속 함수들을 결정함으로써 제어 성능 면에서 우수한 성능을 나타낸다. 실험 결과는 국부적 학습에 의한 수렴이 진화의 진행 방향을 최적해로 보다 빠르게 유도해 주고, 동시 적응에 의한 얻어진 퍼지 제어기가 하지 않는 경우에 얻어진 퍼지 제어기에 비해 높은 제어 성능을 나타냄을 확인 할 수 있으며, Lamarckian의 동시 적응이 최적의 신경망 기반 퍼지 제어기 설계 문제에 가장 적합함을 알 수 있다.
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조인현(InHyun Cho),김병훈(ByungHun Kim),고현석(Hyeonseok Koh),길경섭(GyoungSub Kil),이무근(MooKeun Yi),이원복(Won Bok Lee) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5
2013년 1월 30일 우리나라 최초 우주발사체인 KSLV-I(나로호)가 성공적으로 발사되었다. 나로호 1단부 추진기관은 러시아 액체 추진기관을 , 상단부 추진기관(킥모터)은 우리나라에서 고체추진기관으로 개발하였다. 본 연구에서는 나로호 상단 추진기관인 킥모터의 주요 비행시험결과를 정리하였다. Korea"s first space launch vehicles KSLV-I(Naro) was successfully launched at the January 30, 2013. The first stage propulsion system of Naro has been used the Russian liquid propulsion system, but the upper propulsion (kick motor) has developed as a solid propulsion . In this study, major flight test results of the Naro kick motor has been reviewed.
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조인현(InHyun Cho),김병훈(ByungHun Kim),김종학(JongHak Kim) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5
일원추진제 추력기는 위성이나 우주발사체에 광범위하게 사용된다. 많은 경우 하이드라진을 추진제로 사용하고 있다. 그런데 하이드라진은 독성이 강하고 발사켐페인에 사용하기엔 위험성이 높다. 최근 저독성(청정) 추진제가 하이드라진을 대체하는 추진제로서 각광을 받고 있다. 이는 독성추진제 생산, 저작, 사용에 따른 비용증가가 주원인이다. 과산화수소는 추력기의 청정추진제로서 하나의 대안으로 보고있다. 본연구의 주목적은 100N급 추력을 가지는 과산화수소 추력기 촉매대 개발 가능성 확인에 있다. 이를 위해서 망간 팰릿형 촉매를 적용한 100N급 과산화수소 추력기를 개발 시험 하였다. 설계과정과 주요 시험결과를 젯하였다. 몇몇 시험이 수행되었고 긍정적인 결과를 보여주고 있다. 우주발사체의 자세제어용 추력기로 과산화수소 추력기가 하나의 대안이 될 수 있다고 조심스럽게 결론지었다. Mono-propellant thrusters are widely used for both satellites and space launch vehicles. These thrusters are mostly using hydrazine as a propellant. However, hydrazine is highly toxic and dangerous for handling in the period of launch vehicle campaign. Recently, low toxity (green) liquid propellant have attracted attention as possible replacements for hydrazine. This is due to the significant increase in the cost of production, storage and handling of toxic propellants. Hydrogen peroxide is one of the most attractive as a green propellant for thruster. Main purpose of this research is to find the possibility of hydrogen peroxide catalyst bed for 100N level thrust. To do this, we developed 100N hydrogen peroxide thruster using MnO2 pellet type catalyst bed. Design process and major test results are announced. Several tests are performed and finally shows positive results. We could cautiously concluded that the hydrogen peroxide thruster is one of attitude control system device for our space launcher vehicle.
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액체로켓 기체공급계의 추진제 진동특성 및 제어기술 동향
조남경(Namkyung Cho),고현석(Hyunseok Kho),한상엽(Sangyeop Han),조인현(Inhyun Cho) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.5
액체로켓 기체공급계는 추진제를 요구되는 유량, 온도, 압력으로 엔진에 공급하여야 한다. 이를 위한 정상상태의 공급특성은 기존의 열역학 및 열전달, 유체역학 이론을 적용하여 해석하며 방법론이 잘 정립되어 있다. 발사체의 비행 중에 발생하는 탱크와 공급배관에서의 추진제의 진동은 정상상태의 공급 특성을 변하게 하며 추진제공급 요구조건을 만족시키지 못하게 한다. 이러한 진동을 발생시키는 것으로서 발사체의 가속도로 인한 슬로싱 및 엔진의 추력섭동에 의해 배관 내 추진제가 진동하는 포고 불안정이 있다. 포고와 슬로싱에 의한 발사체 제어와 구조측면에서 미치는 영향에 대해서는 기존에 많은 연구가 있으나 추진제 공급특성에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 추진제의 진동이 엔진으로의 추진제 공급에 미치는 영향을 기존 자료를 이용하여 살펴보고 진동을 제어하기 위한 기구를 살펴본다. Fuselage propellant feeding system should supply propellants to engine with required flow rate, temperature and pressure. Propellant vibration in engine and feeding line changes feeding characteristics, and frequently inhibits to satisfy the required feeding requirements. Sloshing and POGO vibration are known to be the major vibration phenomena. Concerning sloshing and POGO, vehicle control and structural dynamics aspects are extensively studied, whereas, its effect on propellant feeding performance is not clearly understood. This paper focuses on the deviation of required feeding performance due to propellant vibration. Overall characteristics of propellant vibration and its effect on propellant supply to engine are reviewed and control mechanism for suppressing vibration is introduced.
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임하영(Hayoung Lim),조인현(Inhyun Cho) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
액체 및 기체 상태의 산소의 물리적 특성을 소개하였으며, 산소 시스템을 설계할 때 고려해야할 점화 특성에 대하여 자세히 설명하였다. 또한 산소와 호환 및 호환되지 않는 비금속과 금속 재료에 대하여 소개하였다. 산소 시스템의 안전을 확보하기 위해 가장 중요한 것 중의 하나인 세척에 대하여 살펴보았으며, 액체 및 기체 산소 시스템의 설계시 고려해야할 주요 사항들을 소개하였다. 시스템을 구축한 후 안전한 운용을 위해 갖춰야할 절차서와 고려해야할 사항에 대하여 살펴보았다. Physical characteristics of liquid and gaseous oxygen and the detailed ignition characteristics of oxygen system were introduced. Compatible and non-compatible materials for oxygen were discussed. To ensure the safety operation of the oxygen system, one of the most important point, cleaning, was reviewed. To design the gaseous and liquid oxygen system, key points were introduced. To safe operation, the operating procedure and considerations were introduced.
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임하영(Hayoung Lim),조인현(Inhyun Cho) 한국추진공학회 2009 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2009 No.11
수소의 일반적인 특성과 온도 변화에 따른 ortho-수소와 para-수소의 비율에 대하여 살펴보았다. 수소의 독특한 특성인 넓은 연소 영역, 낮은 점화 에너지, 낮은 최대역전온도 및 수소 취성을 소개하였다. 예냉과 팽창 엔진을 사용하는 액체 수소 제조 방법과 촉매를 이용한 ortho-para 변환을 살펴보았으며, 액체로켓 추진제로서의 특성과 고려해야 할 사항들을 검토하였다. General characteristics of hydrogen and the ratio change of the two forms of hydrogen(ortho-hydrogen and para-hydrogen) as a function of the temperature were introduced. The unique characteristics of hydrogen, such as a wide range of flammability limits, low minimum ignition energy, low maximum inverse temperature, and hydrogen embrittlement were introduced. The process of producing the liquid hydrogen using pre-cooling and expansion engine and ortho-para conversion using the catalyst were introduced. Finally, the characteristics and the considerations as a propellant for liquid rocket were reviewed.
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