• 제목/요약/키워드: Thrust Vector Control

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3단형 발사체 TVC 자세제어 설계 및 분석 (Attitude Control Design and Analysis for Thrust Vector Control System of 3-Staged Launch Vehicle)

  • 선병찬;박용규;최형돈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.67-74
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    • 2005
  • 본 논문에서는 3단형 발사체의 TVC 자세제어설계 및 벤딩필터 설계 결과를 제시하였다. TVC 자세제어기로 사용된 비례미분 제어기의 이득을 안정성 여유 조건을 토대로 제어루프의 고유주파수의 함수 형태로 결정되도록 하였으며, 유연모드 안정화를 위한 벤딩필터의 계수는 파라미터 최적화 기법을 이용해서 주어진 안정성 구속조건을 만족시키도록 결정하였다. 설계된 TVC 제어기와 벤딩필터의 타당성 및 성능에 대한 최종적인 분석은 비선형 6자유도 시뮬레이션을 통하여 수행되었다.

자동 반송 시스템용 SLIM의 속도제어 (The Speed Control of a Single-sided Linear Induction Motor for the Automatic Conveyor system)

  • 정봉출;조윤현;이오걸;신동률;우정인
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.285-287
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    • 1995
  • In the case of driving the SLIM(Single-sided Linear Induction Motor) as the VVVF inverter, the performance of SLIM, which is a thrust, normal force and so on, varies according to a slip frequency as a function of the external load. It is impossible that the open-loop control method control the speed of a SLIM accurately. So that, this paper is proposed the speed control method of a SLIM for a automatic conveyor system with the slip frequency vector control method. To analyze the dynamic characteristics of a SLIM, the state equation is derived from the equivalent circuit of the SLIM, ignored the end effect. The slip frequency and the normal force of SLIM are constantly controlled at the steady state. The simulated results is compared with the experimental values.

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직구동 전기기계식 구동기의 강성요구규격에 기반한 설계용 해석모델 (Analysis Model for Design Based on Stiffness Requirement of Direct Drive Electromechanical Actuator)

  • 오상관;이희중;박현종;오동호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권10호
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    • pp.738-746
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    • 2019
  • 한국형발사체 3단에 사용되는 7톤 짐벌엔진의 추력벡터제어에는 전기유압식 구동장치시스템 대신 중량, 비용 및 시험평가 등의 측면에서 더 효율적인 전기기계식 구동장치시스템을 사용한다. 전기기계식 구동기는 위치제어 서보 구동기로 고진공에서도 운용 가능한 BLDC 모터를 사용한다. 짐벌엔진을 갖는 발사체의 경우 구동기 자체 진동모드와 구동기를 지지하는 기체구조체의 벤딩모드, 짐벌엔진의 관성부하 등이 조합되어 합성공진 현상이 발생할 수 있다. 합성공진이 발생할 경우 발사체 자세제어는 불안정해진다. 이러한 관계로 짐벌엔진 및 기체구조체 지지부, 구동장치시스템의 고유 특성을 고려하여 강성에 대한 요구규격이 적용되어 왔다. 한국형발사체 3단 7톤 짐벌엔진의 경우 구동장치시스템의 강성요구규격은 $3.94{\times}10^7N/m$ 수준이며 이를 만족시키기 위한 직구동 방식전기기계식 구동기를 설계하였다. 본 논문에서는 강성요구규격을 기반으로 설계된 직구동 전기기계식 구동기의 등가강성 해석모델을 제안하고, 이를 실험결과로 검증하였다.

2차 유동의 분사에 의한 제트 유동의 추력제어에 관한 연구 (Study of the Thrust Vector Control Using a Secondary Flow Injection)

  • 정성재;김희동;안재문;정동호
    • 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.

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유도형 리니어 모터의 속도특성에 관한 연구 (A study on the speed characteristic of linear induction motor)

  • 정병호;최문한;조금배;백형래;서진연;김대곤
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2004년도 전력전자학술대회 논문집(1)
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    • pp.151-154
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    • 2004
  • To use the SLIM for servo system, the exact account of thrust about the initial speed is needed, but analyzing by equivalent circuit analyzing methode such as rotary induction motor, the error occurs because of the end effect. So, we applied the equivalent circuit considering the end effect of SLIM in this paper. The current control system is advanced the space vector pulse width modulation by using high arithmetic performance microprocessor such as DSP. In this paper, we use the dynamic characteristic analyzing methode that can calculate efficiently the end effect by using equivalent circuit methode in the operating SLIM system modeling and examine the output characteristics of SVPWM with PI controller.

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농형 2차측을 갖는 선형 유도 전동기의 엔드바 저항을 고려한 유한 요소 해석 (Finite Element Analysis of a Linear Indution Motor with Cage-type Secondary Taking Account of End-bar Resistance)

  • 박승찬;김병택
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.846-848
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    • 2001
  • In this paper, electromagnetic fields of a linear induction motor with cage-type secondary are analyzed by the finite element method. Contact resistances between end-bars and secondary conductors are considered in the finite element analysis. The field quantify is a magnetic vector potential transformed into a phasor form. As a result, the sensitivities of a phase current thrust and normal force are presented according to the variation of the contact resistance.

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제트베인 추력방향 제어장치 개발/시험/분석 (Development, Test, and Analysis of Jet Vane Thrust Vector Control System)

  • 장승교;윤현걸;장석태
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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    • pp.31-31
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    • 1998
  • 제트베인을 이용한 추력방향 제어장치를 개발하여 평균추력 2950 lbf, 평균 압력 714 psig, 연소시간 4.8초, 노즐 출구직경 약 100mm인 추진기관에 장착하고 이를 시험하고 분석하였다. 재질에 따른 제트베인의 삭마성을 알아보기 위하여 텅스텐과 구리(W/Cu), 지르코늄산화물과 텅스텐(ZrO$_2$/W), 지르코늄 산화물과 몰리브덴(ZrO$_2$/Mo)의 3가지 재질의 베인을 사용하였다 시험된 제트베인 재질 중 지르코늄 산화물과 몰리브덴(ZrO$_2$/Mo)의 합금을 사용한 베인이 내열성 및 삭마성에서 가장 우수하였으며(삭마량 27.65% 삭마율 5.7mm/sec), 지르코늄 산화물과 텅스텐(ZrO$_2$/W), 텅스텐과 구리(W/Cu)의 순서이었다.

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쿼터니온을 이용한 유도탄 자세제어

  • 송찬호;남헌성;김승환;조항주
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.166-188
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    • 1998
  • 본 논문에서는 쿼터니온 궤환 개념이 기존의 오일러각 궤환 개념에 비해 추력벡터제어(Thrust Vector Control) 방식을 사용하는 전술 유도탄 자세제어에 보다 효과적으로 적용될 수 있음을 보인다. 오일러각 궤환 방식을 택한 기존의 자세제어기에서 오일러각 궤환 부분을 쿼터니온 궤환으로 적절히 바꾸어 주게 되면 자세명령 크기 변화에 따른 시간응답 특성의 변화를 줄일 수 있으며, 쿼터니온 궤환 방식을 택할 경우, 우주비행체 자세제어 분야에서 활발히 연구되고 있는 고유축(Eigen Axis) 회전에 의한 자세변환을 수행할 수 있는 자세제어기 설계가 가능하다. 고유축 회전은 최단경로에 의한 자세변환 개념이므로, 이러한 능력을 갖춘 자세제어기는 신속한 자세변환이 필요한 전술 유도탄의 초기비행에 매우 효과적으로 이용될 수 있다. 더욱이, 제어법칙에 공력모멘트를 보상하는 항을 추가하게 되면 변화가 심한 공력 모멘트가 유도탄의 회전운동에 미치는 영향을 줄일 수 있어 고유축 회전성능을 보다 개선시킬 수 있다. 우선, 오일러각 궤환보다 쿼터니온 궤환이 유리한 점을 논하고, 쿼터니온 궤환에 근거한 자세제어기의 설계 개념과 제안된 제어기에 의해 구성되는 폐루우프에 대한 안정성 문제를 다룬 후, 시뮬레이션을 통해 그 타당성을 검증한다.

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로켓 엔진용 짐벌 마운트 개념 설계

  • 김옥구;정용현;박종연
    • 천문학회보
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    • 제37권2호
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    • pp.150.2-150.2
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    • 2012
  • 로켓 엔진용 짐벌 마운트는 발사체 발사 후 자세 제어를 위해 발사체와 엔진사이에 장착된 TVC(Thrust Vector Control) 구동기의 작동으로 짐벌 운동을 수행하며 기구학적으로 자세 제어를 하는데 있어 매우 중요한 역할을 하는 요소이다. 이러한 짐벌 마운트는 엔진 추력을 발사체에 전달하는 기능 이외에 지정된 위치에 엔진을 고정시키는 역할과 위치 고정 후 발사체 단과 엔진의 정확한 추력 전달을 위한 기계적 불일치 보정 기능, 짐벌 구동에 대한 피봇 기능을 동시에 수행하여야 하는 복합적인 기능을 가지고 있다. 특히, 이중에서도 물리적으로 고 추력의 하중을 전달하는 요소로서 충분한 강도와 강성을 지녀야 하므로 본 연구에서는 이와 관련된 초기 설계 요구도 분석을 바탕으로 설계 규격에 부합하는 짐벌 마운트의 구조적 검토를 통해 로켓 엔진용 짐벌 마운트 설계 형상을 개념적으로 제시하였다.

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초음속 유동중에 놓인 double wedge형 제트베인 주위의 유동 특성 (Characteristics of supersonic flow field around double-wedge-type jet vane)

  • 신완순;신필권;이택상;박종호;김윤곤
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 1998년도 제10회 학술강연회논문집
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    • pp.22-22
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    • 1998
  • 기존의 공력 조타에 의한 비행 자세 제어 방법은 속도의 2승에 비례하는 제어력을 발생하지만, TVC(Thrust Vector Control)를 이용하면 추력 방향을 변경하여 제어력을 얻음으로써 방향 제어에 보다 월등한 성능을 발휘하는 것으로 알려져 있다. 후자의 방법으로는 저속도 경우와 공기가 희박한 고 고도에서도 충분한 제어력을 얻을 수 있다. 보다 효율적인 제어력을 얻기 위해서는 TVC 방법이 우수하지만 그 성능에 대해서는 충분한 자료가 없는 것이 현재의 상태이다. 제트 베인 방식의 TVC는 베인이 직접 고온 고속의 가스 흐름 내에서 작용하기 때문에 편향추력 발생 측면에서 아주 우수한 방식이며 추력 편향각, 추력 손실 등의 유체역학적인 특성은 제트 베인의 형상, 위치 등으로 결정된다.

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