Abstract
This study shows the conformance-based design results of a fourth-order dynamic actuator showing a performance variation caused by variation in the components as well as aero-induced disturbances. The actuator comprises a BLDC motor, spur gear and worm gear assembly, and canard. The actuator performance was evaluated by using time-variant angle information of the canard. Based on the response surface models, critical system variables were screened using F-tests, and then, the performance was approximated as a function of the variables because it is difficult to determine the performance of a high-order dynamic system as a function of system variables through analytical approaches. In this study, the conformance of uncertain performance to the specification was defined as a probability measure. The design variables obtained by optimizing the measure can provide actuator performance conforming to the specifications considered, even though there is a variation in both the components and the aero-induced disturbances.
본 논문은 4차 동적 시스템인 구동기를 구성하는 부품들의 변량 및 공기외란의 변량으로 인해 구동기 성능에 변량이 존재할 때, 구동기의 성능을 순응도 기반으로 최적화한 설계 결과를 제시하였다. 구동기는 BLDC 모터와 평기어 및 웜기어 조립체, 카나드로 구성된다. 구동기의 성능은 시간에 따라 변화하는 카나드 각도 정보를 이용하여 평가하였다. 고차 시스템의 성능은 해석적 접근을 통해 시스템 변수들의 함수로 표현하기 어렵기 때문에 반응표면모델을 기반으로, F-검정을 수행하여 유효한 시스템 변수들을 선정한 후 성능을 유효한 시스템 변수들의 함수로 근사화하였다. 본 연구에서 변량을 가지는 구동기 성능의 규격에 대한 순응도를 확률값으로 정의하였다. 순응도를 최적화하여 구한 설계변수는 부품 및 공기외란에 변량이 존재하더라도 고려한 규격을 모두 만족시킬 수 구동기를 제공할 수 있다.
