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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 고상호
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 한국항공대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수14
이 논문의 연구 히스토리 (8)
2017
GLRT와 Multiple Model 방법을 이용한 75톤급 액체로켓엔진의 고장검출 및 진단
이계림
,
차지형
,
고상호
외 2명
항공우주시스템공학회 학술행사 논문집
2017.11
학술대회자료
칼만필터를 이용한 75톤급 액체로켓엔진의 고장진단
이계림
,
차지형
,
고상호
외 2명
한국추진공학회 학술대회논문집
2017.11
학술대회자료
75톤급 액체로켓엔진 정상상태 과정의 수학적 모델링 및 시뮬레이션
이계림
,
차지형
,
고상호
외 2명
항공우주시스템공학회지
2017.10
학술저널
중국의 연구 사례를 통한 개방형 액체로켓엔진의 고장진단 동향 분석
이계림
,
차지형
,
고상호
항공우주시스템공학회지
2017.06
학술저널
75톤급 액체로켓엔진의 가상적 고장 상황에서의 칼만 필터 잔차 생성
이계림
,
차지형
,
고상호
외 2명
한국추진공학회 학술대회논문집
2017.05
학술대회자료
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본 논문에서는 개방형 액체로켓엔진의 고장진단 알고리즘 수행에 대하여 개방형 액체로켓엔진 고장진단의 선행연구, 모델링, 고장진단 알고리즘으로 세 가지 소주제에 대하여 기술하고 있다.
제 1장에서는 개방형 액체로켓엔진 고장진단의 선행연구를 조사하였다. 우주발사체 선진국인 미국, 러시아와 함께 현재 개방형 액체로켓엔진을 활발하게 개발하고 있는 중국을 중심으로 선행연구를 조사하였다.
제 2장에서는 고장진단 알고리즘을 수행하기에 앞서서 개방형 액체로켓엔진의 모델링을 수행하였다. 엔진의 실제 운용 시, 열전달 부분을 무시할 수 없지만 본 논문에서는 알고리즘 수행을 기반으로 두고 있기 때문에 열로 인해 손실되는 부분을 손실계수로 표현하여 모델링을 수행하였다. 개방형 액체로켓엔진의 모델링은 11개의 1차 상미분 방정식과 37개의 대수방정식을 이용하였으며, 주요 상태량 변수 7개를 실험 데이터와 비교하여 오차율을 계산하였다. 또한, 신뢰성 판단을 위해 실험 데이터의 과도응답(Transient Response)을 비교하여 시뮬레이션의 신뢰성을 확인하였다.
제 3장에서는 개방형 액체로켓엔진의 고장진단 알고리즘을 수행하였다. 본 논문에서는 수학적 모델을 기반으로 빠르고 신뢰성이 높은 칼만필터를 이용하였으며, 총 6단계에 나눠서 진행하였다. 임의의 고장을 모델링하기 위해 실제 엔진 운용 시, 엔진에서 고장이 많이 발생하는 터빈 효율, 산화제와 연료 펌프 효율, 센서 7개 고장을 수행하였다. 그 이후에 Threshold을 이용한 고장 유무 판단, Whiteness test을 이용한 고장 분류, GLRT (Generalized Likelihood Ratio Test)을 통한 센서 고장 위치 확인, MM (Multiple Model) 방법을 이용하여 내부부품 고장 위치를 확인하였다. 따라서 개방형 액체로켓엔진의 고장진단을 수행할 때, 고장의 위치를 확인할 수 있었으며 더 나아가 실시간으로 수행하게 된다면 엔진을 보호하고 고장을 사전에 예방할 수 있을 것이라고 예상된다.
제 1장에서는 개방형 액체로켓엔진 고장진단의 선행연구를 조사하였다. 우주발사체 선진국인 미국, 러시아와 함께 현재 개방형 액체로켓엔진을 활발하게 개발하고 있는 중국을 중심으로 선행연구를 조사하였다.
제 2장에서는 고장진단 알고리즘을 수행하기에 앞서서 개방형 액체로켓엔진의 모델링을 수행하였다. 엔진의 실제 운용 시, 열전달 부분을 무시할 수 없지만 본 논문에서는 알고리즘 수행을 기반으로 두고 있기 때문에 열로 인해 손실되는 부분을 손실계수로 표현하여 모델링을 수행하였다. 개방형 액체로켓엔진의 모델링은 11개의 1차 상미분 방정식과 37개의 대수방정식을 이용하였으며, 주요 상태량 변수 7개를 실험 데이터와 비교하여 오차율을 계산하였다. 또한, 신뢰성 판단을 위해 실험 데이터의 과도응답(Transient Response)을 비교하여 시뮬레이션의 신뢰성을 확인하였다.
제 3장에서는 개방형 액체로켓엔진의 고장진단 알고리즘을 수행하였다. 본 논문에서는 수학적 모델을 기반으로 빠르고 신뢰성이 높은 칼만필터를 이용하였으며, 총 6단계에 나눠서 진행하였다. 임의의 고장을 모델링하기 위해 실제 엔진 운용 시, 엔진에서 고장이 많이 발생하는 터빈 효율, 산화제와 연료 펌프 효율, 센서 7개 고장을 수행하였다. 그 이후에 Threshold을 이용한 고장 유무 판단, Whiteness test을 이용한 고장 분류, GLRT (Generalized Likelihood Ratio Test)을 통한 센서 고장 위치 확인, MM (Multiple Model) 방법을 이용하여 내부부품 고장 위치를 확인하였다. 따라서 개방형 액체로켓엔진의 고장진단을 수행할 때, 고장의 위치를 확인할 수 있었으며 더 나아가 실시간으로 수행하게 된다면 엔진을 보호하고 고장을 사전에 예방할 수 있을 것이라고 예상된다.
목차
요 약 ii목 차 iv그림목록 vi표 목 록 xi기호목록 xii제 1 장 서론 11.1 연구 배경 11.2 연구 동향 41.2.1 해외 연구 동향 31.2.1.1 1990년대 이전 알고리즘 61.2.1.2 1990년대 이후 알고리즘 71.2.2 국내 연구 동향 121.3 연구의 목적 및 연구방향 16제 2 장 개방형 액체로켓엔진의 수학적 모델링 182.1 액체로켓엔진 구성품의 동특성 모델 182.2 정상상태의 개방형 액체로켓엔진 모델링 252.3 수학적 모델링의 신뢰성 판단 27제 3 장 개방형 액체로켓엔진의 고장진단 293.1 개방형 액체로켓엔진의 고장진단 알고리즘 순서 193.2 칼만필터 323.3 칼만필터를 이용한 고장진단 알고리즘 343.4 Threshold을 이용한 고장유무 판단 383.5 Whiteness test을 이용한 고장 분류 533.6 GLRT을 이용한 센서 고장 위치 파악 663.7 MM 방법을 이용한 내부부품 고장 위치 파악 77제 4 장 결론 86참고문헌 89
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