KR102181646B1 - 무장차량 원격제어 사격장치의 오차 보상시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 무장차량 원격제어 사격장치의 오차 보상시스템은, 차체에 탑재되어 있는 포탑의 방향을 제어하여, 상기 포탑의 흔들림을 안정화하기 위한 것으로서, 상기 포탑의 흔들림에 따른 각속도를 검출하는 자이로센서와, 상기 포탑을 움직이는 모터의 움직임을 통해 포탑의 위치를 파악하는 위치센서와, 상기 모터의 속도와 상기 자이로센서에서 측정된 포탑의 각속도의 차이를 분석하여 외란값을 추정하는 외란 추정부와, 상기 외란 추정부에 의해 추정된 외란값을 선보상하여 1차 외란을 제거하는 외란 선보상부와, 1차 외란보상후 남은 외란값을 적분하여 위치제어에 적용함으로써 2차 외란을 제거하는 2차 외란보상부와, 상기 자이로센서와 외란 추정부와, 외란 선보상부와, 2차 외란보상부를 통합하여 제어하는 중앙제어부를 포함하여 이루어진다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 외란의 각속도를 실시간으로 추정하여 속도제어에 의해 1차 선보상함으로써, 위치제어의 느린 응답성을 개선하여 사격정밀도와 안정성을 높일 수 있게 된다.

Description

무장차량 원격제어 사격장치의 오차 보상시스템{　Compensation system of Armed vehicle }

본 발명은 탱크나 장갑차와 같은 무장차량의 포탑을 원격제어함에 있어서 자동으로 흔들림 오차를 보상하는 시스템에 관한 것이다.

고정 포탑나 자주포와 같이 육상에 고정되어 운용되는 포의 경우에는 발사대가 움직이지 않아 포탑 플랫폼의 정보를 보상할 필요가 없다. 하지만 탱크나 장갑차처럼 발사대 자체가 움직이는 이른바 무장차량의 경우에는 노면의 상태에 따라 발사대가 움직이게 되므로, 원격제어시 포탑의 흔들림에 대한 보상을 필요로 한다.

무장차량에 탑재되는 포탑의 흔들림을 보상하기 위한 이른바 안정화 플랫폼은 자이로 및 엔코더 등의 속도센서를 이용한 속도 피드백 시스템을 기본으로 사용하고 있어 자이로 센서 및 속도제어에서 발생하는 오차들로 인해 외란을 효과적으로 제거하는데 한계가 있다.

특히 종래에 자이로 센서의 출력 각속도가 모터의 각속도 입력을 추종하도록 제어하는 방식에 있어서는 탄도보정이나 사격시 표적의 추적이 불가능하다는 문제점이 있었다.

또한, 무장차량에 적용되는 원격제어 시스템에서는 속도제어가 갖는 한계로 인하여 오차 및 드리프트(drift)현상 그리고 기구오차 및 언밸런스 영향 등으로 인하여 비전센서나 가속도 센서, 지자기 센서 등의 수단을 필요로 하기 때문에 구성이 복잡해 진다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 자이로센서 등의 지자계 센서만으로 포탑의 흔들림(외란)을 감지하고 흔들림을 보상 제거하여 포탑을 일정방향으로 유지하게 하는 무장차량 원격제어 사격장치의 오차 보상시스템의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 무장차량 원격제어 사격장치의 오차 보상시스템은, 차체에 탑재되어 있는 포탑의 방향을 제어하여, 상기 포탑의 흔들림을 안정화하기 위한 것으로서, 상기 포탑의 흔들림에 따른 각속도를 검출하는 자이로센서와, 상기 포탑을 움직이는 모터의 움직임을 통해 포탑의 위치를 파악하는 위치센서와, 상기 모터의 속도와 상기 자이로센서에서 측정된 포탑의 각속도의 차이를 분석하여 외란값을 추정하는 외란 추정부와, 상기 외란 추정부에 의해 추정된 외란값을 선보상하여 1차 외란을 제거하는 외란 선보상부와, 1차 외란보상후 남은 외란값을 적분하여 위치제어에 적용함으로써 2차 외란을 제거하는 2차 외란보상부와, 상기 자이로센서와 외란 추정부와, 외란 선보상부와, 2차 외란보상부를 통합하여 제어하는 중앙제어부를 포함하여 이루어진다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의하면, 외란의 각속도를 실시간으로 추정하여 속도제어에 의해 1차 선보상함으로써, 위치제어의 느린 응답성을 개선하여 사격정밀도와 안정성을 높일 수 있게 된다.

도 1: 본 발명에 따른 무장차량 원격제어 사격장치의 오차 보상시스템의 구성을 나타낸 개념도

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도 1을 참조로 하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따른 무장차량 원격제어 사격장치의 오차 보상시스템은, 무장차량의 차체에 탑재되어 있는 포탑의 방향을 제어하여, 상기 포탑의 흔들림을 안정화하기 위한 것으로서, 도 1에 나타난 것과 같이, 포탑의 흔들림에 따른 각속도를 검출하는 자이로센서(10)와, 상기 포탑을 움직이는 모터(20)의 움직임을 통해 포탑의 위치를 파악하는 위치센서(12)와, 상기 모터(20)의 속도와 상기 자이로센서(10)에서 측정된 포탑의 각속도의 차이를 분석하여 외란값을 추정하는 외란 추정부(30)와, 상기 외란 추정부(30)에 의해 추정된 외란값을 선보상하여 1차 외란을 제거하는 외란 선보상부(32)와, 1차 외란보상후 남은 외란값을 적분하여 위치제어에 적용함으로써 2차 외란을 제거하는 2차 외란보상부(34)와, 상기 자이로센서(10)와 외란 추정부(30)와, 외란 선보상부(32)와, 2차 외란보상부(34)를 통합하여 제어하는 중앙제어부를 포함하여 이루어진다.

외란의 각속도는 ‘ω_외란 = ω_자이로 - ω_모터 ’의 식으로 정의될 수 있으며, 2차 외란은 ‘ω_외란2 = ω_외란 - ω_외란1 ’의 식으로 정의될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의한 원격제어 사격장치의 오차 보상시스템의 작동방법은, 자이로센서(10)를 이용하여 포탑의 흔들림에 의한 각속도를 파악하는 단계와, 포탑을 움직이는 모터(20)의 속도와, 상기 자이로센서(10)에서 측정된 포탑의 각속도의 차이를 분석하여 외란값을 추정하는 외란추정단계와, 상기 외란추정단계에서 추정된 외란값을 선보상하여 1차 외란을 제거하는 1차 외란제거단계와, 1차 외란제거후 남은 외란값을 위치제어에 적용함으로써 2차 외란을 제거하는 2차 외란제거단계로 이루어진다.

여기서, 상기 1차 외란 제거단계에서 선보상을 통하여 위치제어시에 사용할 2차 외란각속도 값을 최소화시켜서 드리프트 현상을 저감할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면 자이로센서(10)만을 이용하여 외란시 발생하는 각속도를 측정하고 이를 반영하여 무장차량의 포탑을 위치제어함으로써 오차를 보상할 수 있게 된다.

10: 자이로센서 12: 위치센서
20: 모터 30: 외란 추정부
32: 외란 선보상부 34: 2차 외란 보상부

Claims (3)

1. 삭제
2. 자이로센서를 이용하여 포탑의 흔들림에 의한 각속도를 파악하는 단계와,
   포탑을 움직이는 모터의 속도와, 상기 자이로센서에서 측정된 포탑의 각속도의 차이를 분석하여 외란값을 추정하는 외란추정단계와,
   상기 외란추정단계에서 추정된 외란값을 선보상하여 1차 외란을 제거하는 1차 외란제거단계와,
   1차 외란제거후 남은 외란값을 위치제어에 적용함으로써 2차 외란을 제거하는 2차 외란제거단계
   를 포함하며,
   
   1차 외란을 제거하여 선보상을 통하여 위치제어시에 사용할 2차 외란각속도 값을 최소화시켜서 드리프트 현상을 저감하는 것
   을 특징으로 하는 무장차량 원격제어 사격장치의 오차 보상방법.
3. 삭제

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