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추력 히스테리시스를 동반하는 하이브리드 로켓의 PI 추력제어 = PI Thrust Control of Hybrid Rocket with Thrust Hysteresis
저자
발행기관
학술지명
韓國航空宇宙學會誌(Journal of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences)
권호사항
발행연도
2024
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI우수등재,SCOPUS,ESCI
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
149-155(7쪽)
제공처
소장기관
하이브리드 로켓에서 발생하는 추력 히스테리시스를 완화하기 위한 PI 추력제어를 시도했다. PI 제어기 설계를 위해 근 궤적 방법을 이용하여 적절한 게인 값의 범위를 설정하고 자체 개발한 하이브리드 로켓 시뮬레이션 프로그램을 사용하여 응답의 오버 슛의 발생, 상승시간과 초기 응답의 지연 등을 확인하며 게인 값을 결정했다. 또한, 추력 실험을 수행하여 PI 제어기가 추력 히스테리시스의 완화와 추력의 정밀 제어에 미치는 영향을 최종적으로 확인했다. 응답의 오버 슛 발생을 감소시키고 상승시간 지연을 줄이기 위한 실험의 결과, 다른 경우에 비해 응답 오차가 50% 정도 감소했다. 그러나 PI 제어기로 과도 특성을 모두 고려할 수 없으므로 보다 정밀한 추력 제어를 달성하려면 추력 히스테리시스에 대한 비선형 모델과 선형 제어를 결합하는 피드 포워드(feed forward) 제어 방법이 필요하다[12].
더보기PI thrust control was attempted to alleviate thrust hysteresis observed in hybrid rocket combustion. A proper range of gain values was firstly selected using the root locus method for PI controller design, and final values were determined by checking the occurrence of overshoot, rise time, and delay in the response curve using an in-house hybrid rocket simulation program. In addition, thrust tests were conducted to confirm the effect of PI controllers on the mitigation of thrust hysteresis and precise thrust control. Combustion tests confirmed that the occurrence of overshot of responses and rise time delays were significantly reduced by 50% in response error compared to other cases. However, PI controllers cannot be effective in alleviating all these transient characteristics, a feed forward control method that combines the application of a nonlinear model to thrust hysteresis and linear control is needed to improve the precision of thrust control.
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