Journal of Aerospace System Engineering (항공우주시스템공학회지)

The Society for Aerospace System Engineering (항공우주시스템공학회)
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Cumulative control output compensation technique for voice coil actuator used in small guided missiles

소형 유도무기용 보이스 코일 구동장치의 누적 제어 출력 보상 기법

  • Wonsung Lee (LIGNEX1) ;
  • Gwang Tae Kim (Agency for Defense Development) ;
  • Choonghee Lee (LIGNEX1) ;
  • Yongseon Lee (Agency for Defense Development) ;
  • Seungho Jeong (LIGNEX1) ;
  • Sungho Choi (Agency for Defense Development)
  • 이원성 (LIG넥스원) ;
  • 김광태 (국방과학연구소) ;
  • 이충희 (LIG넥스원) ;
  • 이용선 (국방과학연구소) ;
  • 정승호 (LIG넥스원) ;
  • 최성호 (국방과학연구소)
  • Received : 2024.02.08
  • Accepted : 2024.06.26
  • Published : 2024.08.31
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Abstract

In this study, we researched control compensation techniques to enhance control robustness against external forces and responsiveness to output dead zones in direct-actuated voice coil actuators for small guided missiles. An aircraft's wings must optimally control the command angle while managing various nonlinear external forces such as drag, lift, and thrust during flight. The small direct -drive voice coil actuator, when applied, benefits from small current requirements in no-load situations but suffers from diminished control robustness due to rapid increases in control current during external force applications. To address this issue, we designed and implemented a system that compensates for errors by accumulating additional output, thus improving the actuator's responsiveness in control scenarios with external forces. This was verified through experimental results.

본 연구에서는 소형 유도무기에 적용된 직구동방식의 보이스 코일 구동장치의, 외력으로부터의 제어 강인성과 출력 데드존에 대한 응답성을 향상시키기 위한 제어 보상 기법 연구를 수행하였다. 비행체의 날개는 비행 상황에서 항력과 양력, 추력 등 다양한 비선형적인 외부 힘을 견디면서 명령 각도에 대한 최적화 제어를 수행하여야 한다. 적용하고자 하는 직구동방식의 소형 보이스 코일 구동장치는 무부하 상황에서 작은 전류로 제어가 가능하다는 이점이 있지만, 외력이 작용하는 상황에서 제어를 위한 사용 전류량이 급격하게 커져 제어 강인성이 떨어지는 단점이 있다. 이 문제를 해결하기 위해 오차에 대해 추가적으로 출력을 누적하여 보상해주는 시스템을 설계 및 적용하여, 외력이 작용하는 제어 상황에서의 구동장치 응답성을 개선하였고 실험을 통해 이를 입증하였다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 정부(방위사업청)의 재원으로 국방과학연구소의 지원을 받아 수행된 연구임. (UG210136ID)

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