• 한국추진공학회지
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• 제20권1호
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• pp.28-36
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• 2016

본 논문에서는 핀틀을 이용한 가변추력 고체 추진기관의 추력을 제어하기 위하여 이론적으로 모델을 구하고 압력 제어기를 설계하였다. 고전적인 모델 선형화 및 비례-적분제어를 설계했을 때 실제 모델의 비선형성에 의해 발생하는 제어기 성능 저하를 줄이기 위해 이득 계획 기법을 적용하였다. 시스템의 특징을 고려하여 연소관 내부 체적 변화에 따라 이득을 조절하는 방법과, 연소관 내부 압력에 의해 이득을 조절하는 방법으로 두종류의 이득 계획 제어기를 설계하였다. 각 제어기를 가변 추력기 모델에 적용하여 폐루프 시스템 응답특성을 비교하였으며 가변 추력 추진기관 특성에 따라서 어떤 제어기를 선택하는 것이 유리한지 제안하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.167-174
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• 2011

고체추진기관은 구조가 비교적 간단하고 장기적 저장성이 우수한 반면에 일반적으로 추력의 조절 등에 한계성을 가지고 있다. 본 논문에서는 핀틀 밸브 등과 같은 특수한 노즐을 사용하는 가변추력 고체추진기관의 압력 및 추력 제어 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 질량보존만을 고려한 추진기관의 연소기 내 압력변화 모델에 대하여 고전적인 비례-적분 제어기와 모델의 비선형성을 피드백을 통해 제거하고 이를 선형모델로 대치하는 피드백 선형화 제어기를 설계하고, 압력제어모델의 추력계산식을 얻어내어 추력제어모델을 제시한다. 운용점에 대해 선형화하여 비례-적분 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통하여 모델의 성능을 분석한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.18-21
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• 2011

본 연구에서는 노즐목 가변 추력기의 핀틀 구동에 따른 압력제어에 대한 기초 연구를 진행하였다. 실험을 위해 핀틀 추력기 및 핀틀 형상을 설계, 제작하였다. Fluent 유동해석을 통해 핀틀에 걸리는 하중을 분석하였고 이를 통해 구동기 모델을 선정하였다. 공압 시험 결과 핀틀이 전진함에 따라 추력기 내부 유동에 영향을 주어 압력에서 큰 오실레이션 현상이 발생하였다. 또한 핀틀의 위치가 노즐 수축부의 특정 위치에 전진하면서 추력기 성능에 영향을 끼치고 있음을 발견하였으며 공압시험을 통해 압력 제어의 가능성을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권4호
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• pp.18-25
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• 2011

고체추진기관은 구조가 비교적 간단하고 장기적 저장성이 우수한 반면에 일반적으로 추력의 조절 등에 한계성을 가지고 있다. 본 논문에서는 핀틀 밸브 등과 같은 특수한 노즐을 사용하는 가변추력 고체 추진기관의 압력 및 추력 제어 알고리즘을 제안한다. 연소기 내 압력제어를 위해 질량보존만을 고려한 추진기관의 연소기 내 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, 시뮬레이션을 통하여 성능을 시연한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제37회 추계학술대회논문집
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• pp.942-948
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• 2011

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.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권1호
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• pp.76-81
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• 2009

본 논문에서는 가변 추력 고체추진기관을 모사할 수 있는 상온기체 시험장치를 이용하여 고체추진기관의 연소실 압력을 능동적으로 제어할 수 있는 비선형 압력 제어알고리듬을 제안하였다. 제안된 제어기법은 고체추진기관의 비선형성과 시변성을 고려하여 설계되었으며, 압력 및 온도조건 등에 따른 물리적 변수들의 변화를 적응제어 알고리듬을 통하여 보상하였다. 비선형 압력제어 알고리듬의 효과를 상온기체 모사장치를 이용한 압력제어 실험을 통하여 검증하였으며, 실험결과 일반적인 비례 제어기 및 비례-적분 제어기에 비하여 제안된 제어기법이 더 좋은 압력제어 성능을 보임을 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.262-267
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• 2012

DACS 시스템은 핀틀 구조물로 노즐목 면적을 변화시켜 가변 추력을 발생시키는 가변형 핀틀 추력기가 사용되는데, 지금까지 개발된 DACS의 경우 핀틀을 움직이기 위한 구동기가 추력기마다 장착이 되어 있다. 그러나 이러한 구조는 10개 구동기 동시 제어의 어려움과 복잡한 시스템 구조를 가지게 되는 단점이 있다. 본 논문에서는 구동기 수의 최소화 방안을 제시하기 위한 기초 연구로서 국외특허를 중점 분석하였으며 이에 대한 구동기 최소화의 가능성과 극복해야 할 문제점들에 대해 제시하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.91-92
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• 2010

다이어프램은 교류주파수에 의해 전후로 이동하는 진동판으로 공기의 압력을 조절하는 장치이다. 본 논문에서는 다이어프램의 공기 유량 및 유압을 제어하기 위해서 가변주파수의 전류 제어를 통해 다이어프램의 추력을 제어하고, 이를 통해 지령치가 요구하는 유량 및 유압의 제어가 이루어지도록 하였다. 다이어프램의 토출압력은 진동판의 주파수에 의해 조절이 가능하며, 진동 및 소음은 주파수에 반비례 하게 된다. 높은 주파수에서 충분한 추력을 내기위해서 본 논문에서는 가변주파수 전류제어 방식을 사용하였으며, 그 결과를 실험으로 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2002년도 제18회 학술발표대회 논문초록집
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• pp.14-15
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• 2002

기체역학 이론에 의하면, 노즐의 공급압력과 노즐의 상세형상이 주어지는 경우에 추진 노즐로부터 방출되는 제트유동의 추력을 예측할 수 있으며, 최대추력은 노즐 출구에서 유동이 적정팽창 상태로 될 때 얻어진다. 실제의 추진 로켓에서나 다른 비상체에서는 추력의 예측뿐만 아니라, 얻어지는 추력의 방향을 적절하게 조절하여 제어하는 것이 요구된다. 종래 추력벡터 제어를 위해서 많은 연구들이 수행되었다. 일례로 추진노즐 내부에 베인(vane) 등을 삽입하여, 추력벡터를 조절하거나, 추진 노즐을 가변(movable nozzle)으로 하는 방법, 그리고 노즐내부에 2차 유동을 분사(secondary flow injection)하여 평균 추력벡터를 제어하는 방법 등이 제안되어 응용되어 왔다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.388-391
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• 2017

본 연구에서는 상용 전산 유체 해석 코드와 상용 유한 요소 해석 코드를 연계하여 연속가변 추력제어 시스템의 열전달 해석을 수행하였다. 유동해석을 수행하여 온도 및 대류 열전달 계수를 도출하였고, 이 결과 값을 Mapping 방식을 이용하여 열전달 해석의 경계 조건으로 부가하였다. 열전달 해석을 수행하여 왕복 운동하는 추력조절기의 기밀을 위하여 장착되는 O-ring에 전달되는 온도를 예측하였다.