[논문]EOTS의 동적 안정성을 위한 속도 프로파일에 대한 연구

이규찬; 곽동기

doi:10.17703/jcct.2023.9.6.919

EOTS의 동적 안정성을 위한 속도 프로파일에 대한 연구
Study of Speed Profile for Dynamic Stability of EOTS 원문보기

Journal of the convergence on culture technology : JCCT = 문화기술의 융합, v.9 no.6, 2023년, pp.919 - 925

이규찬 (한서대학교 항공시스템공학과) , 곽동기 (한서대학교 항공기계학과)

초록
AI-Helper

현대의 드론에 장착되고 있는 임무 장비들의 소형화되고, 감시, 정찰 등의 여러 임무를 수행한다. 이에 따라 임무 장비는 풍하중, 모터 회전 등에 외란에 노출이 되어있으며, EOTS 구동에 있어 불안정성을 야기할 수 있다. 특히 EOTS의 시선의 위치 변경에 있어 단순 Step 입력은 급격한 속도의 변화를 일으켜 오버슈트를 발생시키며 여러 외란과 함께 불안정성을 야기할 수 있다. 따라서 EOTS의 시선의 변경을 할 시에 각속도가 사다리꼴 형태로 움직일 수 있도록 프로파일을 설정하고, 이를 이중 루프 제어기를 설계하여 위치 피드백을 받는 외부 루프의 Input에 적용 후 시스템의 안정성 비교와 최대 속도, 최대 가속도를 변화시키면서, 시스템이 안정적인 범위 내에서 속도 프로파일의 최적화를 연구하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Modern drones are equipped with miniaturized mission equipment capable of performing various tasks such as surveillance and reconnaissance. Consequently, these mission equipment are exposed to disturbances like wind loads and motor rotations, which can lead to instability in the operation of the Electro-Optical Targeting System (EOTS). Specifically, simple step inputs for changing the line of sight in EOTS can cause abrupt changes in speed, inducing overshoot and potentially creating instability along with other disturbances. To address this, a velocity profile was designed so that the angular velocity moves in a trapezoidal shape when changing the EOTS line of sight. A Double-loop controller was designed to apply this profile as an input to the external loop receiving position feedback. The system's stability was then compared, and the velocity profile was optimized within a stable range by varying maximum speed and acceleration.

주제어

표/그림 (18)

그림 그림 1. 속도 프로파일의 플로우 차트 Figure 1. Velocity profile flow chart
그림 그림 2. 가속-감속 프로파일. Figure 2. Acceleration-deceleration profile.
그림 그림 3. 가속-등속-감속 프로파일 Figure 3. Acceleration-constant-deceleration profile.
그림 그림 4. 파라미터 측정을 위한 HIS 시스템. Figure 4. HIS system for parameter measurement.
그림 그림 5. EOTS 시스템의 간략도 Figure 5. Simplified diagram of the EOTS system.
그림 그림 6. 관성 측정 실험 결과 Figure 6. Inertia measurement experiment results.
그림 그림 7. 정지 마찰의 예시 Figure 7. Examples of static friction.
표 표 1. EOTS 시스템 구성 파라미터 Table 1. EOTS system configuration parameters
표 표 2. 관성 측정 실험 파라미터 Table 2. Inertia measurement experiment parameters
그림 그림 8. 정지 마찰 측정 실험 결과 Figure 8. Static friction measurement experiment results.
그림 그림 9. 점성 마찰 측정 결과. Figure 9. Viscous friction Parameter Estimation results.
그림 그림 10. EOTS 시스템 모델의 블록 다이어그램. Figure 10. Block diagram of the EOTS system mode.
표 표 3. 정지 마찰 실험 파라미터 Table 3. Static friction experiment parameters
표 표 4. EOTS 시스템 구성 파라미터 측정 결과 Table 4. Measurement results of the EOTS system configuration parameters
그림 그림 11. 이중 PI-Lead 제어기 블록 다이어그램 Figure 11. Double PI-Lead controller block diagram.
그림 그림 13. 속도, 가속도 변화에 따른 시스템 응답결과 Figure 13. System response results due to changes in velocity and acceleratione.
그림 그림 12. FeedForward 제어기 시뮬레이션 Figure 12. FeedForward controller simulation.
표 표 5. 이중 루프 제어기 게인 값 Table 5. Doublel loop controller gain value

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