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외란토크 추정 및 보상을 이용한 관성안정화 플랫폼의 제어
최경준(Kyungjun Choi),원문철(Mooncheol Won) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.1
본 논문에서는 기존의 관성안정화 플랫폼에서 보편적으로 사용됐던 PID 제어에 외란관측기를 적용하는 알고리즘 제안한다. 외란관측기 알고리즘을 적용하기 위하여 직접구동 모터로 구동되는 안정화 플랫폼 축의 관성모멘트와 축 마찰 특성을 실험적으로 구하고, 시뮬레이션과 실험결과를 비교하여 정확도를 검증하였다. 또한 차수와 상대차수가 다른 여러 가지 Q-filter 적용실험을 통하여 필터 특성에 따른 시스템의 안정성을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 알고리즘은 6 자유도 시뮬레이터를 이용하여 차량모션 인가실험을 통해 이중 PID 제어 루프의 결과와 비교/검증하였다. In this study, we propose a control algorithm for Inertially Stabilized Platforms (ISP), which combines Disturbance Observer (DOB) with conventional proportional integral derivative (PID) control algorithm. A single axis ISP system was constructed using a direct drive motor. The joint friction was modeled as a nonlinear function of joint speed while the accuracy of the model was verified through experiments and simulation. In addition, various Q-filters, which have different orders and relative degrees of freedom (DOF), were implemented. The stability and performance of the ISP were compared through experimental study. The performance of the proposed PID-plus-DOB algorithm was compared with the experimental results of the conventional double loop PID control under artificial vehicle motion provided motion simulator with six DOF.
중고도에서 운용되는 측 추력 제어 요격체에 대한 제트 간섭 유동 분석
최경준(Kyungjun Choi),이성욱(Seonguk Lee),오광석(Kwangseok Oh),김종암(Chongam Kim) 한국항공우주학회 2018 韓國航空宇宙學會誌 Vol.46 No.12
측 추력 제트는 유도무기의 자세제어 및 궤도 천이 기동을 하는 데 있어 기존의 핀과 같이 제어 면을 이용한 방식보다 우수한 기동성을 갖는다. 하지만 초음속 영역에서 비행 시측 추력 제트로 인한 제트 간섭 유동이 발생하며 충격파와 경계층 유동, 와류 유동의 상호작용으로 인해 매우 복잡한 유동 구조를 나타낸다. 특히 직격 파괴(hit-to-kill) 방식의 요격체의 경우 정밀한 제어 및 기동이 요구되기 때문에 제트 간섭 유동이 미치는 영향에 대한 분석이 필요하다. 기존의 제트 간섭 해석은 저고도 운용 조건에서 주로 수행되었으나 중고도 운용 조건의 경우 해석 사례가 많지 않으며 대기 조건으로 인해 분사 제트 유동이 상대적으로 크게 발달하는 특징을 갖는다. 본 연구에서는 중고도에서 비행하는 요격체 형상에 대해 받음각 조건에 따라 제트 간섭 유동 해석을 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 유동장의 구조적인 변화 특성을 분석하였으며, 공력 계수의 변화를 비교하였다. Lateral thrust jet has better maneuverability performance than the control surface like the conventional fin for attitude control or orbital transition of guided weapons. However, in the supersonic region, a jet interaction flow occurs due to the lateral thrust jet during flight, and a complicated flow structure is exhibited by the interaction of the shock wave, boundary layer flow, and the vortex flow. Especially, hit-to-kill interceptors require precise control and maneuvering, so it is necessary to analyze the effect of jet interaction flow. Conventional jet interaction analyses were performed under low altitude conditions, but there are not many cases in the case of medium altitude condition, which has different flow characteristics. In this study, jet interaction flow analysis is performed on the lateral jet controlled interceptor operating at medium altitude. Based on the results, the structural characteristics of the flow field and the changes of aerodynamic coefficient are analyzed.