On-Off 제어기를 이용한 가변추력 고체추진 기관의 압력제어

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

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.

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.