Pressure Control of a Variable Thrust Solid Propulsion System Using On-Off Controllers

On-Off 제어기를 이용한 가변추력 고체추진 기관의 압력제어

Solid propulsion systems have simple structures compared to other propulsion systems and are suitable for long-term storage. However the systems generally have limits on control of thrust levels. In this paper we introduce controllers for combustion chamber pressure using on-off control techniques which have been known for relatively easy implementation and energy efficiency. For this, we use a simple pressure change model by considering only mass conservation within the combustion chamber and we design a classical controllers and on-off controllers with are Pulse Width Modulation(PWM) and Pulse Width Pulse Frequency Modulation (PWPFM). Then we compare the performance results of the controllers through numerical simulations.

고체추진기관은 구조가 비교적 간단하고 장기적 저장성이 우수한 반면에 일반적으로 추력의 조절등에 한계성을 가지고 있다. 본 논문에서는 구현의 용이함과 에너지 효율성이 좋은 on-off 제어기법을 이용한 가변추력 고체추진 기관의 압력 제어를 위한 제어기를 소개한다. 연소기 내 압력제어를위해 질량보존만을 고려한 추진기관의 연소기 내 압력변화 모델에 대하여 고전적인 비례-적분 제어기와 같은 연속적 제어 기법과 PWM, PWPFM과 같은 on-off 제어기를 설계하고 시뮬레이션을 통해 결과를 비교한다.