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출력피드백 LQ 제어를 이용한 궤도 수정용 다중 노즐 추력제어에 대한 연구
고상호(Sangho Ko),차지형(Jihyoung Cha),강승은(Seungeun Kang) 한국추진공학회 2015 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.11
고체 추진제를 연료로 사용하는 다중노즐 궤도수정 제어시스템(Divert Control System; DCS)의 추력제어 알고리즘을 위한 최적 출력 피드백 LQ 제어를 제안한다. 이를 위해 DCS 선형화 모델을 이용하였으며 이는 기존의 출력 피드백 LQ 제어 연구들과는 달리 DCS 선형화 모델은 직접 피드스루(Direct Feedthrough)가 포함된 시스템으로 이를 고려한 LQ 제어기법의 연구가 필요하다. 본 논문에서는 직접피드스루가 포함된 시스템에 대한 LQ 제어를 연구하였으며 DCS 선형화 모델에 적용하여 추력 제어기 설계를 하였다. The optimal output feedback LQ control law for thrust control of solid Divert Control System(DCS) is suggested. Since DCS is biproper system with direct feedthrough while the previous research of optimal LQ control used semi-proper system without direct feedthrough, the research of the optomal LQ control considering direct feedthrough is required. In this paper, the theoretical study of the optimal LQ control considering the system with direct feedthrough is addressed and applied to linearized model of DCS for thrust control to design thrust control system.
TCAS-II를 장착한 무인항공기의 충돌회피 비행시험 조건에 대한 연구
김영석(Youngseok Kim),고상호(Sangho Ko),이상철(Sangchul Lee),강자영(Ja-young Kang) 제어로봇시스템학회 2011 제어로봇시스템학회 합동학술대회 논문집 Vol.1 No.1
최근 UAV(Unmanned Aerial Vehicle)기술이 발전하고, 수요가 증가함에 따라 그 중요성이 커지고 있다. 무인기는 조종사 없이 비행이 이루어지므로 장애물을 탐지하여 자동 회피하는 장치가 반드시 필요하다. 주로 유인기에 사용되는 항공기 공충 충돌을 방지하기 위한 항공 전자 장비인 TCAS(Traffic Alert and Collision Avoidance System)는 지상의 항공관제시스템에 의존하지 않고, 높은 정확도로 항공기 상호 접근시 경보 및 상호 협력적 회피 명령을 제공하는 이점이 있다. 본 논문에서는 TCAS장착이 가능한 글로벌 호크와 같은 무인기를 대상으로 TCAS가 제공하는 다양한 회피 명령을 무인항공기의 자동조종장치의 입력으로 할 때의 충돌회피 성능을 분석하기 위한 비생시험방법에 대해 연구한다. 고고도 무인기급의 기체 성능 및 운용환경을 고려하고, 또한 TCAS최소 운용성능표준과 동작원리 등을 고려하여 적절한 비행시험 환경 및 방법을 제안한다.
가변추력 고체추진기관의 연소기내 특성변화를 고려한 피드백 선형화 기반 압력 및 추력제어
차지형(Jihyoung Cha),고상호(Sangho Ko),서석훈(Suhkhoon Suh) 한국추진공학회 2013 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.5
고체추진기관은 시스템이 간단하며 안전성이 뛰어나다는 장점이 있으나 한번 점화가 되면 추력을 조절할 수 없다는 단점이 있다. 본 논문에서는 핀틀 밸브를 사용하는 가변추력 고체추진기관의 압력제어 알고리즘을 제안한다. 연소기 내 압력제어를 위해 연소기내 특성변화를 고려한 압력변화 모델에 대하여 고전적인 비례-적분 제어기와 모델의 비선형성을 피드백을 통해 제거하고 이를 선형모델로 대치하는 피드백 선형화 제어기를 설계한다. 또한 과소 팽창된 1차원 노즐 모델에 대한 추력식을 유도한 후, 고전적 선형화 기법을 이용하여 비례-적분 추력제어기를 설계하고, 자유체적을 상수로 가정한 1차원 압력방정식에 대한 추력응답과 비교, 분석한다. Solid propulsion systems is simple system and have good stability. However the systems generally have limits on control of thrust levels. In this paper we suggest control algorithms for combustion chamber pressure of variable thrust solid propulsion systems using pintle valve. For the pressure control within the chamber, we use pressure change model by considering characteristic changes within the combustion chamber, design a classical algorithm and also a nonlinear controller using the feedback linearization technique. Also we derive the equation of the thrust for an under-expanded one-dimensional nozzle and then design a proportional-integral controller after linearizing the thrust model for an operating point. Finally, we analyze thrust response comparing with thrust model from one dimensional pressure equation assuming free volume is constant.
열-음향학적 불안정 현상의 능동제어를 위한 동역학적 모델링 및 시스템 식별기법 현황
나선화(Seonhwa Na),고상호(Sangho Ko) 한국추진공학회 2010 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.5
본 논문에서는 가스터빈 엔진, 로켓 등과 같은 연소시스템에서 발생하는 고진폭-고주파 열음향학적 불안정을 능동적으로 제어하는데 필수적인 동역학적 모델링에 대한 연구 동향을 소개한다. 이를 위하여 1990년대 이후에 진행되었던 연구를 저차의 시스템 모델링 기법을 중심으로 조사하였으며, 특히 물리적 원리로부터 모델의 구조를 결정하고 시스템의 입출력 데이터를 기반으로 모델 파라미터를 추정하는 그레이박스 접근방법과 물리적 원리의 적용 없이 시스템 특성을 추정하는 블랙박스 기법을 소개한다. 또한 동 분야에 대한 향후 가능성에 대하여 간략히 기술한다. This paper surveys the recent research activities regarding dynamical modeling of high amplitude - high frequency thermo-acoustic instabilities occurring in gas-turbine engines, rockets, and etc, which are fundamental to actively control of such phenomena. For this, we introduces the reduced-order system modeling approaches, conducted after 1990s. Particularly, we deal with the grey-box approach, which determines the structure of the model based on physical rules and uses system"s input-output data for estimating parameters of the model, and the black-box approach, which uses model structure without physics-based interpretation. At the end of the paper, we briefly discuss future directions and feasibilities of the research in this field.