A Study on Buzz Margin and Thrust Control of Supersonic Engine using PI Controller

PI 제어기를 이용한 초음속 엔진 버즈마진 및 추력제어에 관한 연구

Dynamic behavior simulation of supersonic engine was performed and PI control algorithm was studied for the buzz control in the inlet and the thrust control. Firstly, required thrust was tracked according to the fuel flow control and then inlet pressure was regulated through the nozzle throat area control so that the buzz margin has the positive all the time. The control was performed according to the change of flight Mach number, altitude and angle of attack. The proportional gain and the integral gain for regulating the buzz margin was induced and simulated. In the results, it was confirmed and satisfied that control target in the operating area was changed the angle of attack from $0^{\circ}$ to $10^{\circ}$ at the flight Mach number of 2.1~3.0.

초음속제트 엔진의 동적거동 모사를 수행하고 흡입구에서의 버즈 마진 확보와 추력 제어를 위한 PI 제어 알고리즘을 연구하였다. 먼저 연료유량 제어를 통해 요구추력을 추종하고 노즐 목 면적 제어를 통해 흡입구에서의 버즈마진이 항상 양의 수를 갖도록 흡입구 출구 압력을 조절하였다. 비행 마하 수, 고도, 받음각 변화에 따라 추력제어와 버즈 마진 제어를 위한 비례 게인과 적분 게인을 각각 구하고 시뮬레이션 하였다. 그 결과 비행 마하 수 2.1에서 3.0, 받음각 $0^{\circ}$에서 $10^{\circ}$ 사이의 운용영역에서 제어목표를 만족함을 확인하였다.