• 한국항공우주학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.46-56
• /
• 2002

본 논문에서는 플라즈마 펄스 추력기(PPT)를 사용한 우주 비행체의 자세 제어 가용성을 연구하였다. 전형적인 기체 추진 시스템에 비해 PPT는 높은 임펄스 특성을 갖고 있어 궤도나 자세 제어에 필요한 추진제의 질량을 적게 소모한다. PPT는 상대적으로 긴 작동 시간과 장착의 간편성 때문에 장기 작동을 요구하는 임무에 많이 적용되리라 기대된다. 소형 위성 시스템의 자세 제어를 위한 PPT의 적용 가능성을 실제 임무를 통하여 연구하였다. 고전적인 비례 미분 제어기와 퍼지 제어기를 적용해 보았고 점 더 유연한 임무 성능을 위해 연료 절감형 퍼지 제어기를 제안하였다.

• 로봇학회논문지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.39-47
• /
• 2020

This paper presents a control and operation system for a remotely operated vehicle (ROV). The ROV used in the study was equipped with a manipulator and is being developed for underwater exploration and autonomous underwater working. Precision position and attitude control ability is essential for underwater operation using a manipulator. For propulsion, the ROV is equipped with eight thrusters, the number of those are more than six degrees-of-freedom. Four of them are in charge of surge, sway, and yaw motion, and the other four are responsible for heave, roll, and pitch motion. Therefore, it is more efficient to integrate the management of the thrusters rather than control them individually. In this paper, a thrust allocation method for thruster management is presented, and the design of a feedback controller using sensor data is described. The software for the ROV operation consists of a robot operating system that can efficiently process data between multiple hardware platforms. Through experimental analysis, the validity of the control system performance was verified.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제11권4호
• /
• pp.449-455
• /
• 2011

Electric drive vehicles (EDV) have received much attention recently because of their environmental and energy benefits. In an EDV, the motor drive system directly influences the performance of the propulsion system. However, the available DC voltage is limited, which limits the maximum speed of the motors. At high speeds, the inverter voltage increases if the square wave (SW) voltage (six-step operation) is used. Although conventional direct torque control (DTC) has several advantages, it cannot work in the six-step mode required in high-speed applications. In this paper, a single-mode seamless DTC for AC motors is proposed. In this scheme, the trajectory of the reference flux changes continuously between circular and hexagonal paths. Therefore, the armature voltage changes smoothly from a high-frequency switching pattern to a square wave pattern without torque discontinuity. In addition, because multi-mode controllers are not used, implementation is more straightforward. Simulation results show the voltage pattern changes smoothly when the motor speed changes, and consequently, torque control without torque discontinuity is possible in the field weakening area even with a six-step voltage pattern.

• Journal of Power Electronics
• /
• 제9권1호
• /
• pp.51-60
• /
• 2009

Hybrid Electric Vehicles (HEVs) utilize electric power as well as a mechanical engine for propulsion; therefore the performance of HEV s can be directly influenced by the characteristics of the Energy Storage System (ESS). The ESS for HEVs generally requires high power performance, long cycle life and reliability, as well as cost effectiveness. So the Hybrid Energy Storage System (HESS), which combines different kinds of storage devices, has been considered to fulfill both performance and cost requirements. To improve operating efficiency, cycle life, and cold cranking of the HESS, an advanced dynamic control regime with which pertinent storage devices in the HESS can be selectively operated based on their status was presented. Verification tests were performed to confirm the degree of improvement in energy efficiency. In this paper, an advanced HESS with improved an Battery Management System (BMS), which has optimal switching control function based on the estimated State of Charge (SOC), has been developed and verified.

• 전력전자학회논문지
• /
• 제22권3호
• /
• pp.249-255
• /
• 2017

This paper presents air-gap control according to Y and Delta connections of a double-sided air-gap permanent magnet synchronous motor (DA-PMSM) with independent three-phase structure. In particular, the DA-PMSM used in this study can be applied to low-speed and high-torque applications, such as wind turbines, tidal power generations, and electric propulsion ships, because of its modular stators and a rotor with numerous permanent magnets. Unlike conventional three-phase machines, the DA-PMSM has a symmetrical configuration with double-sided air-gap. Therefore, Y/Delta winding connections and serial/parallel configurations between stator modules are possible. To identify the DA-PMSM operating characteristics, mathematical modeling is analyzed according to the Y/Delta connections. Moreover, air-gap control performances by applying the winding connection methods are verified through experimental results.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제12권1호
• /
• pp.943-956
• /
• 2020

In this study, the motion control problem of the vessel towed by a towing ship (tugboat) is considered. The non-powered towed ship is dragged by the towing ship. Even though the towed ship is equipped with propulsion systems, they cannot be used at low or constant speeds due to safety issues. In narrow canals, rivers, and busy harbor areas especially, where extreme tension is required during towing operation, the course stability of the towed vessel depends on the towing ship. Therefore, the authors propose a new control strategy in which the rudder system of the towed vessel is activated to provide its maneuverability. Based on the leader-follower system configuration, a nonlinear mathematical model is derived and a back-stepping control is designed. By simulation and experiment results with a comparison study, the usefulness and effectiveness of the proposed strategy are validated.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권3호
• /
• pp.233-239
• /
• 2013

화학수소화합물 수소저장방법을 이용한 100 W 급 연료전지 시스템을 소형 무인항공기의 추진시스템으로 적용하는 연구를 수행하였다. 소형/경량 수소 발생 제어장치와 연료전지/배터리 하이브리드 전력 공급 방법으로 효율성 및 안정성을 증대하였다. $NaBH_4$ 수용액을 이용한 수소 발생장치와 Dead-end 형식의 PEMFC를 이용한 연료전지 시스템의 지상, 비행 시험이 수행되었다. 연료전지 스택을 안정적으로 운전하고, 높은 효율을 얻기 위해 45 kPa의 압력을 가하는 방법을 적용하였다. 수소 발생 시스템 내부 압력을 이용한 수소 발생 제어 장치는 45~55 kPa 사이에서 유지되며 안정적으로 수소가 공급되는 것을 확인하였다. 그 결과, 100 W 연료전지 시스템이 소형 무인항공기 적용하기에 무게 및 소비 전력을 만족함을 확인하였고, 시험비행을 통해 성능을 입증하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
• /
• 제26권3호
• /
• pp.403-416
• /
• 2009

한국항공우주연구원에서는 기상탑재체, 해양탑재체 및 통신탑재체를 탑재한 정지궤도 위성인 통신해양기상위성을 개발하고 있다. 한국항공우주연구원에서 자체 개발한 대형 열진공 챔버를 이용하여 통신해양기상위성의 열평형 시험을 수행 할 예정이다. 열평형 시험의 주목적은 열해석 모델을 보정하고 열제어 설계를 검증하는데 있다. 통신해양기상위성의 고온 열평형 시험을 위해 남쪽과 북쪽 방열판 위에 외부 열유입량을 모사하기 위한 히팅플레이트를 장착하고, 액화질소 및 질소가스를 이용하여 히팅플레이트의 온도를 90K에서 260K 사이로 조절할 예정이다. 또한 열진공 챔버의 벽면은 심우주의 낮은 온도를 모사하기 위해 열평형 시험동안 액화질소를 이용하여 90K로 유지할 예정이다. 이 논문에서는 통신해양기상위성의 열평형 시험을 위한 열진공 챔버, 탑재체를 위한 타깃, 히팅플레이트 등 위성 모델링에 관한 내용과 열평형 시험 예측을 위한 경계조건, 부품의 작동 상태 및 온도 예측에 관해 다루고자 한다. 또한 새로이 개발한 히팅플레이트를 이용하여 열평형 시험을 수행하는 방법에 대한 타당성을 검토하고자 한다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제25권7호
• /
• pp.927-935
• /
• 2019

연안 해역에서 소형 선박의 프로펠러 고장으로 인한 사고가 지속적으로 발생하고 있다. 특히, 해상부유물(폐그물 및 로프 등)에 의하여 선박 프로펠러가 감기는 사고가 빈번히 일어나고 있다. 선박 프로펠러 감김 사고는 동력 상실로 인한 선박의 운항 지연 및 표류로 인한 1차 사고와 프로펠러에 감긴 로프을 제거하기 위한 잠수 작업등으로 인한 2차 사고의 우려가 있다. 이러한 빈번한 프로펠러 감김 사고에도 불구하고 문제를 해결할만한 적절한 도구가 없어 선박을 육상으로 인양하여 수리하거나, 잠수부가 직접 선박 아래로 잠수하여 문제를 해결하고 있는 실정이다. 이에 따라, 최근 선박 프로펠러 감김 사고를 예방하기 위해 프로펠러 샤프트에 로프절단장치를 일부 소형선박에 장착하고 있으나 비교적 높은 설치비용 및 시간이 으로 인하여 원활하게 적용되어지지 않는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기계톱 원리를 이용한 간단한 구조를 가진 수중절단기 기구 설계 및 제어기 개발을 수행하였다. 수중절단기의 톱날은 직선왕복동작을 위해 유성기어와 크랭크핀을 사용함으로써 긴 행정을 가질 수 있도록 하였다. 또한 수중절단기는 소형 선박에 비치되어있는 배터리를 이용하여 작동시킬 수 있도록 하였다. 또한, 비전문가인 사용자가 보다 편리하고 안전하게 사용할 수 있도록 역전류 방지 및 속도제어회로를 적용하여 편리성 및 안정성을 확보하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.1086-1091
• /
• 2022

국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)를 중심으로 자율운항선박 도입을 대비한 해사안전 및 보안관련 국제 협약을 제정하고 있다. 국내에서도 선급 및 산업체를 중심으로 자율운항시스템 기술개발에 착수하고 있으며 연안선박에서 발생하는 사고를 줄이기 위해 연안선박을 대상으로 하는 자율운항선박 기술적용 방안 연구가 진행되고 있다. 국내외적으로 자율운항선박에 대한 관심이 크게 증가하고 있으며 실제 개발된 기술의 검증을 위한 해상실증이 본격적으로 추진되고 있다. 본 연구에서는 연안선박에 적용하기 위한 디지털트윈 기술 관련 실증선박과 육상 플랫폼(원격지원센터)의 설계를 위한 기초연구를 진행하였다. 디지털트윈 기술을 선박에 적용하기 위해 8m 소형 배터리 전기추진선박을 대상으로 선정하였으며, 선박과 육상 플랫폼 간 통신을 통해 선박 항해 및 운전 데이터가 서버시스템에 저장되고 전기추진선박의 원격제어 명령이 가능한 디지털트윈 통합 플랫폼의 기본 설계를 진행하였다. 이러한 디지털트윈 기술을 적용한 선박 성능관리, 운항 및 운영 최적화, 예지제어 등이 가능할 것으로 판단되며, 위기상황에 대응이 가능한 안전하고 경제성 있는 디지털트윈 기술의 선박적용이 가능할 것이라 사료된다.