KR20100085730A - 안정화 제어장치 및 이를 구비하는 무장 시스템 - Google Patents

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KR20100085730A KR1020090005163A KR20090005163A KR20100085730A KR 20100085730 A KR20100085730 A KR 20100085730A KR 1020090005163 A KR1020090005163 A KR 1020090005163A KR 20090005163 A KR20090005163 A KR 20090005163A KR 20100085730 A KR20100085730 A KR 20100085730A
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Abstract

본 발명은, 안정화 제어기를 추가적으로 적용하여 다양한 외란을 효율적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 외란인 존재하는 경우에도 시스템을 안정하게 제어할 수 있는 안정화 제어장치 및 이를 구비하는 무장 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 외부의 작동기로 작동력을 공급하는 것으로 속도 출력을 출력하는 구동부; 입력 지령 신호와 검출된 상기 작동부의 출력 속도를 피드백하여 생성된 출력 신호의 차이로부터 상기 구동부의 작동을 안정화시키는 안정화 지령 속도를 생성하는 안정화 제어부; 상기 안정화 지령 속도와 상기 속도 출력의 차이에 의한 오차 속도를 생성하는 오차 속도 생성부; 및 상기 오차 속도를 입력받아 상기 구동부를 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어기를 구비하는 안정화 제어장치를 제공한다.

Description

안정화 제어장치 및 이를 구비하는 무장 시스템{Apparatus for controlling a motor and stabilization and armament system therewith}
본 발명은 안정화 제어장치 및 이를 구비하는 무장 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 외란과 무관하게 시스템의 구동부를 독립적으로 제어하고 움직임을 최소화하여 안정한 시스템 구현이 가능하도록 제어하는 안정화 제어장치 및 이를 구비하는 무장 시스템에 관한 것이다.
공작 기계, 팬(pan)-틸트(tilt) 구동기, 로봇 관절부 등은 모터 시스템에 의하여 구동될 수 있다. 이때, 이러한 모터 시스템들에서의 출력에는 백래시, 기구물의 강성 등에 의한 외란을 포함할 수 있다. 하지만, 종래의 모터 시스템에서는 이러한 외란을 고려하지 아니하고 모터 시스템을 제어할 수 있다.
이 경우, 모터 시스템의 제어 시에 이러한 외란이 고려되지 아니한 모터 자체의 출력만을 제어하는 경우에 시스템이 안정화되지 못하거나 시간 지연이 발생하는 등의 문제가 생길 수 있다. 특히, 조이스틱 적용 가감속 속도 제어 또는 미세 속도 제어 등에 있어서, 외란 등에 의한 안정성 측면에서 시스템이 효율적으로 제어되지 못할 수 있다.
한편, 무장 시스템은 상호 연결되어 있는 영상 모듈과 무장 모듈을 포함할 수 있다. 영상 모듈을 영상을 입력받아 표적을 감지할 수 있다. 무장 모듈은 영상 모듈에서 감지된 표적에 대한 발포가 가능하다.
상기 모터 제어 시스템이 영상 모듈 또는 무장 모듈의 작동에 적용될 수 있다. 이 경우에도 모터 제어 시스템의 제어 문제가 무장 시스템의 운용에서도 동일하게 발생할 수 있다.
본 발명은, 안정화 제어기를 추가적으로 적용하여 다양한 외란을 효율적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 외란인 존재하는 경우에도 시스템을 안정하게 제어할 수 있는 안정화 제어장치 및 이를 구비하는 무장 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 외부의 작동기로 작동력을 공급하는 것으로 속도 출력을 출력하는 구동부; 입력 지령 신호와 검출된 상기 작동부의 출력 속도를 피드백하여 생성된 출력 신호의 차이로부터 상기 구동부의 작동을 안정화시키는 안정화 지령 속도를 생성하는 안정화 제어부; 상기 안정화 지령 속도와 상기 속도 출력의 차이에 의한 오차 속도를 생성하는 오차 속도 생성부; 및 상기 오차 속도를 입력받아 상기 구동부를 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어기를 구비하는 안정화 제어장치를 제공한다.
상기 구동부로부터 속도 출력이 출력되고, 상기 출력 속도가 상기 속도 출력에 외부로부터 입력되는 외란을 포함하여 생성될 수 있다.
상기 제어기가 상기 구동부의 회전 속도를 제어하는 속도 제어기가 될 수 있다.
상기 제어기가 비례 제어기와 적분 제어기의 조합에 의하여 형성되는 비례-적분(PI) 제어기가 될 수 있다.
상기 안정화 제어부가, 상기 출력 속도를 감지하여 검출 신호를 생성하는 센서; 상기 검출 신호로부터 고주파 노이즈 성분을 걸러내 출력 신호를 생성하는 저주파 통과 필터; 상기 입력 지령 신호와 상기 출력 신호의 차이에 해당하는 오차 신호를 입력받아 상기 구동부의 작동을 안정화시키도록 제어하는 안정화 제어 신호를 생성하는 안정화 제어기; 및 상기 안정화 제어 신호에서 상기 작동기가 공진을 일으키도록 하는 성분을 제거하여 상기 안정화 지령 속도를 생성하는 노치 필터를 구비할 수 있다.
상기 센서가 상기 작동기의 회전 속도 성분을 측정하는 자이로 센서가 될 수 있다.
상기 안정화 제어기가 비례 제어기, 적분 제어기, 및 미분 제어기의 조합에 의하여 형성되는 비례-적분-미분(PID) 제어기가 될 수 있다.
상기 구동부가, 상기 제어 신호를 입력받아 구동 신호를 생성하는 서보 앰프, 및 상기 구동 신호에 의하여 구동되어 회전 운동을 생성하는 구동 모터를 구비할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 표적이 포함된 입력 영상을 입력받는 영상부, 상기 표적에 대하여 발포하는 무장부, 및 상기 입력 영상에서 표적을 검출하고 상기 표적에 대한 발포 지령을 상기 무장부로 보내는 제어부를 구비하고, 상기 제어부가, 외부의 작동기로 작동력을 공급하는 것으로 속도 출력을 출력하는 구동부; 입력 지령 신호와 검출된 상기 작동부의 출력 속도를 피드백하여 생성된 출력 신호의 차이로부터 상기 구동부의 작동을 안정화시키는 안정화 지령 속도를 생성하는 안정화 제어부; 상기 안정화 지령 속도와 상기 속도 출력의 차이에 의한 오차 속도를 생성하는 오차 속도 생성부; 및 상기 오차 신호를 입력받아 상기 구동부를 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어기를 구비하는 무장 시스템을 제공한다.
상기 구동부로부터 속도 출력이 출력되고, 상기 출력 속도가 상기 속도 출력에 외부로부터 입력되는 외란을 포함하여 생성될 수 있다.
상기 제어기가 상기 구동부의 회전 속도를 제어하는 속도 제어기가 될 수 있다.
상기 제어기가 비례 제어기와 적분 제어기의 조합에 의하여 형성되는 비례-적분(PI) 제어기가 될 수 있다.
상기 안정화 제어부가, 상기 출력 속도를 감지하여 검출 신호를 생성하는 센서; 상기 검출 신호로부터 고주파 노이즈 성분을 걸러내 출력 신호를 생성하는 저주파 통과 필터; 상기 입력 지령 신호와 상기 출력 신호의 차이에 해당하는 오차 신호를 입력받아 상기 구동부의 작동을 안정화시키도록 제어하는 안정화 제어 신호를 생성하는 안정화 제어기; 및 상기 안정화 제어 신호에서 상기 작동기가 공진을 일으키도록 하는 성분을 제거하여 상기 안정화 지령 속도를 생성하는 노치 필터를 구비할 수 있다.
상기 센서가 상기 작동기의 회전 속도 성분을 측정하는 자이로 센서가 될 수 있다.
상기 안정화 제어기가 비례 제어기, 적분 제어기, 및 미분 제어기의 조합에 의하여 형성되는 비례-적분-미분(PID) 제어기가 될 수 있다.
상기 구동부가, 상기 제어 신호를 입력받아 구동 신호를 생성하는 서보 앰프, 및 상기 구동 신호에 의하여 구동되어 회전 운동을 생성하는 구동 모터를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 안정화 제어장치 및 이를 구비하는 무장 시스템에 의하면, 안정화 제어기를 추가적으로 적용하여 다양한 외란을 효율적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 외란인 존재하는 경우에도 시스템을 안정하게 제어할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1에는 본 발명에 따른 바람직한 실시예인 무장 시스템(10)의 사시도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 무장 시스템(10)은 영상부(100); 무장부(200); 및 제어부(300)를 구비한다. 영상부(100)는 표적이 포함된 입력 영상을 입력받는다. 무장부(200)는 표적에 대하여 발포한다. 제어부(300)는 입력 영상에서 표적을 검출하고 표적에 대한 발포 지령을 무장부(200)로 보낸다.
제어부(300)는 무장부(200)로부터 표적까지의 표적 거리에 따라 무장부(200)가 탄도 보정되도록 무장부(200)를 제어할 수 있다. 이때, 제어부(300)는 탄도 보정 데이터를 참조하여 표적 거리에 따라 탄도 보정되도록 무장부(200)를 제어할 수 있다.
이를 위하여, 무장 시스템(10)은 표적 거리에 따라 보정되는 무장부(200)의 사격 각도의 탄도 보정 데이터가 저장되는 저장부를 더 구비할 수 있다. 이때, 표적 거리에 따른 탄도 보정 데이터는 저장, 검색, 및 갱신 등의 관리가 편리하도록 데이터 베이스 형태로 저장될 수 있다.
영상부(100)는 영상 조립체(110), 및 영상 구동부(120)를 구비할 수 있다. 영상 조립체(110)는 입력 영상을 입력받으며 무장부(200)로부터 표적까지의 거리에 해당하는 표적 거리를 측정할 수 있다. 영상 구동부(120)는 영상 조립체(110)를 적어도 일축에 대하여 회전시킬 수 있다.
영상 조립체(110)는 주간 카메라, 야간 카메라, 및 거리 측정기를 구비할 수 있다. 주간 카메라는 주간에 입력 영상을 입력받을 수 있다. 야간 카메라는 야간에 입력 영상을 입력받을 수 있다. 거리 측정기는 표적 거리를 측정할 수 있다.
이때, 표적 거리는 무장부(200)로부터 표적까지의 거리에 해당할 수 있다. 따라서, 먼저, 영상 조립체(110)에 포함되는 거리 측정기는 거리 측정기로부터 표적까지의 측정 거리를 측정할 수 있다.
표적 거리는 측정 거리로부터 영상부(100)와 무장부(200)의 기구적 구조 및 사이즈를 고려하여 환산될 수 있다. 거리 측정기로는 통상적으로 사용되는 거리 측정기가 사용될 수 있다.
영상 구동부(120)는 영상 구동모터(121), 엔코더(122), 및 감속기(123)를 구비할 수 있다. 영상 구동모터(121)는 영상 조립체(110)를 적어도 일방향으로 회전시키는 구동력을 제공한다. 엔코더(122)는 영상 조립체(110)의 회전량을 검출한다. 감속기(123)는 영상 구동모터(121)의 회전량을 변화시켜 영상 조립체(110)로 전달한다.
무장부(200)는 사격부(210), 및 무장 구동부(220)를 구비할 수 있다. 사격부(210)는 표적을 향하여 발포한다. 사격부(210)는 표적을 향하여 사격할 수 있는 총기류 또는 포 등이 될 수 있다.
무장 구동부(220)는 사격부(210)를 적어도 일축에 대하여 회전시킬 수 있다. 이를 위하여, 무장 구동부(220)는 무장 구동모터(221), 엔코더(222), 및 감속기(223)를 구비할 수 있다.
무장 구동모터(221)는 사격부(210)를 적어도 일방향으로 회전시키는 구동력을 제공한다. 엔코더(222)는 사격부(210)의 회전량을 검출한다. 감속기(223)는 무장 구동모터(221)의 회전량을 변화시켜 사격부(210)로 전달한다.
사격부(210)에 의하여 사격 시 정확한 목표 명중을 위해서는 탄도 보정을 해주어야 한다. 탄도 보정은 영상 조립체(110)의 광축과 사격부(210)의 중심축을 표적이 되는 목표물과의 표적 거리에 따라 무장 구동모터(221)에 의한 사격부(210)의 회전 각도를 보정하는 것이다.
이때, 표적 거리가 멀어질수록 탄도궤적이 목표물 아래로 치우치는 경우에 이를 위로 보상할 수 있다. 즉, 표적 거리가 멀어질수록 사격부(210)의 중심축을 영상 조립체(110)의 광축보다 각도를 높일 수 있다.
본 발명에 따른 무장 시스템(10)에서는 무장부(200)의 탄도 보정 시에 영상부(100)가 무장부(200)에 대하여 디커플링 될 수 있다. 즉, 탄도 보정 시에는 영상 조립체(110)가 사격부(210)에 대하여 디커플링 되어 독립 구동되도록 하여, 사격부(210)가 탄도 보정되더라도 영상 조립체(110)가 표적을 연속적으로 추적할 수 있게 된다. 이때, 탄도 보정 시에도, 사격부(210)의 고저축이 위로 들려도, 영상 조립체(110)는 목표물을 지향하는 현재 위치에는 변동이 없게 된다.
한편, 탄도 보정 시가 아닌 경우에는 영상 조립체(110)가 사격부(210)에 대하여 독립적으로 구동되지 아니하고 일체로 구동될 수 있다. 이를 위하여, 영상 구동모터(121)는 탄도 보정 시가 아닌 경우에는 작동되지 아니하고, 단순 기구축 역할만 하고, 무장 구동모터(221)에 의하여 구동될 수 있다.
다른 실시예로서, 전투 상황의 사격 모드에서 영상 조립체(110)에 의하여 표적 거리를 측정하고, 영상 구동모터(121)가 탄도 보정 각도의 반대 방향으로 움직이도록 하여 영상 조립체(110)의 광축이 표적에 계속 정렬되도록 할 수 있다.
사격부(210)와 영상 조립체(110)가 기구적으로 분리 구동 가능 구조로 구성될 수 있다. 또한, 무장 구동모터(221)와 영상 구동모터(121)는 초기 영점 위치에 정렬 가능하도록 구성될 수 있다. 영상부(100)와 무장부(200) 각각에 포함되는 엔코더(122, 222)는 제어가 용이한 절대 위치 엔코더가 적용될 수 있다.
한편, 영상부(100) 및 무장부(200)는 하나의 무장 시스템(10)을 형성하여 동일한 차체(400)에 설치될 수 있다. 무장 시스템(10)은 별도의 회전 구동부(410)를 구비하여 차체(400)에 대하여 수직 방향의 일 축에 대하여 회전될 수 있다.
본 발명에 따른 무장 시스템(10)은 차체(400)의 흔들림에 의하여 전달되는 흔들림을 감지하는 센서부(500)를 구비할 수 있다. 센서부(500)는 차체(400)의 흔 들림의 변위를 측정할 수 있는 자이로 센서를 포함할 수 있다. 차체(400)의 흔들림은 무장 시스템(10)의 순간적으로 급격한 변위 변화를 초래할 수 있다. 따라서, 이를 측정하기 위한 센서로 자이로 센서가 적용되는 것이 바람직하다.
제어부(300)는 차체(400)의 흔들림을 보상하도록 영상부(100) 및 무장부(200)가 작동되도록 제어할 수 있다. 이때, 차체(400)의 흔들림에 대한 무장 시스템(10)의 안정화의 기준이 영상부(100)가 되는 것이 바람직하다. 이를 위하여, 센서부(500)가 영상부(100) 바람직하게는 영상 조립체(110)에 설치되는 것이 바람직하다.
사격의 정확성을 위해서는 영상 조립체(110)와 사격부(210)의 안정화 기준이 필요하다. 이때, 영상 조립체(110)의 광축이 기준이 되어 변하지 아니하고, 거리에 따라 탄도 보정되어 사격부(210)의 중심축만이 변경될 수 있다. 이는 영상 조립체(110)에 의하여 표적이 감지될 수 있기 때문이다.
따라서, 본 발명에 따른 무장 시스템(10)에 의하면, 영상 조립체(110)와 사격부(210)를 기구적으로 분리 구동할 수 있도록 함으로써, 탄도 보정 시에도 영상 조립체(110)가 목표물을 추적할 수 있다.
한편, 제어부(300)와 구동 모터(121, 221)에는 본 발명에 따라 안정화 제어기를 추가적으로 적용하여 다양한 외란을 효율적으로 제어할 수 있도록 구동 모터(121, 221)를 제어하는 안정화 제어장치(도 2의 600)가 포함될 수 있다. 이때, 영상 조립체(110)와 사격부(210) 각각이 본 발명에 따른 안정화 제어장치(도 2의 600)에 의하여 제어되어 구동되는 작동기가 될 수 있다.
본 발명에 따르면, 안정화 제어장치(도 2의 600)가 영상 조립체(110) 및/또는 사격부(210)등의 구동용 장비에 장착되어 운용될 수 있도록 함으로써, 다양한 외란과 무관하게 무장 시스템(10)을 독립적으로 제어하고 움직임을 최소로 하여 안정한 영상신호 획득과 목표물을 지속적으로 조준 가능 구현으로 사격 명중률 향상시킬 수 있다.
도 2에는 도 1의 무장 시스템(10)에서 제어부(300)와 구동 모터(121, 221)에 포함되는 안정화 제어장치(600)에 대한 블록도가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 안정화 제어장치(600)는 구동부(610); 안정화 제어부(620); 오차 속도 생성부(630); 및 제어기(640)를 구비할 수 있다.
구동부(610)는 외부의 작동기로 작동력을 공급하는 것으로 속도 출력을 출력할 수 있다. 안정화 제어부(620)는 입력 지령 신호와 검출된 작동부의 출력 속도를 피드백하여 생성된 출력 신호의 차이로부터 구동부(610)의 작동을 안정화시키는 안정화 지령 속도를 생성할 수 있다.
오차 속도 생성부(630)는 안정화 지령 속도와 속도 출력의 차이에 의한 오차 속도를 생성할 수 있다. 제어기(640)는 오차 속도를 입력받아 구동부(610)를 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
여기서, 구동부(610)는 서보 앰프(611), 및 구동 모터(612)를 구비할 수 있다. 서보 앰프(611)는 제어 신호를 입력받아 구동 신호를 생성한다. 구동 모터(612)는 구동 신호에 의하여 구동되어 회전 운동을 생성할 수 있다.
이때, 제어기(640)는 구동 모터(612)의 회전 속도를 제어하는 속도 제어기가 될 수 있다. 또한, 제어기(640)는 구동 모터(612)를 가장 효율적으로 제어할 수 있는 모터 제어방식인 비례-적분(PI) 제어기가 사용될 수 있다. 이때, 비례-적분(PI) 제어기는 비례 제어기(Kp)와 적분 제어기(Ki/s)의 조합에 의하여 형성될 수 있다.
제어기(640)에 의한 제어 신호 생성을 위하여 피드백(feedback)되는 속도 출력은 레솔버(resolver)와 같은 속도 센서에 의하여 측정될 수 있다. 즉, 제어기(640)는 속도 센서의 측정 신호를 획득하여 정확한 전기각을 찾아 안정화 제어부(620)의 안정화 지령 속도와 비교하여 적절한 제어를 구현할 수 있다.
안정화 제어부(620)는 센서(621); 저주파 통과 필터(622); 안정화 제어기(623); 및 노치 필터(624)를 구비할 수 있다.
센서(621)는 구동 모터(612)의 속도 출력에 외란이 추가되는 출력 속도를 감지하여 검출 신호를 생성할 수 있다. 이를 위하여, 센서(621)로는 작동기의 회전 속도 성분을 직접 측정하는 자이로 센서가 되는 것이 바람직하다.
저주파 통과 필터(622)는 자이로 센서에 의하여 측정된 검출 신호로부터 고주파 노이즈 성분을 걸러 내 출력 신호를 생성할 수 있다.
안정화 제어기(623)는 외부로부터 입력되는 입력 지령 신호와 저주파 통과 필터(622)를 통과하여 생성된 출력 신호의 차이에 해당하는 오차 신호를 입력받아 구동부(610)의 작동을 안정화시키도록 제어하는 안정화 제어 신호를 생성할 수 있다.
안정화 제어기(623)는 제어 성능을 향상시킬 수 있도록 비례 제어기(Kp), 적분 제어기(Ki/s), 및 미분 제어기(Kd*s)의 조합에 의하여 형성되는 비례-적분-미 분(PID) 제어기가 적용될 수 있다.
노치 필터(624)는 안정화 제어기(623)에서 생성된 안정화 제어 신호에서 작동기가 공진을 일으키도록 하는 성분을 제거하여 안정화 지령 속도를 생성한다. 이때, 생성된 안정화 지령 속도는 오차 속도 생성부(630)로 입력되어 구동 모터(612)의 출력이 피드백 되는 속도 출력과의 차이에 의하여 오차 속도가 생성된다.
이때, 제어기(640)의 앞단에 안정화 제어부(620)를 추가 적용함으로써, 이중 제어루프 형태의 안정화 알고리즘을 실현할 수 있다. 즉, 제어기(640)는 구동 모터(612) 자체의 출력인 속도 출력을 피드백하여 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 안정화 제어부(620)는 자이로 센서(621)에 의하여 측정된 작동기의 출력 속도를 피드백하여 저주파 통과 필터(622)를 적용하여 노이즈 성분을 제거하고, 안정화 제어기(623)에서 안정화 제어 신호를 생성하고 노치 필터(624)를 사용하여 안정화 제어를 수행한다. 이처럼, 안정화 제어장치(600)를 제어기(640)에 의한 제어와 안정화 제어기(623)에 의한 제어로 이원화 함으로써, 제어 모듈의 관리와 확장이 용이하게 될 수 있다.
이때, 도 2에 도시된 전체 블록선도에서 안정화 제어부(620)에 의한 제어 루프가 빠지면 전달함수의 전체 구조가 간단해질 수 있으며 제어 프로그램의 처리 시간이 미세하게 줄어들 수 있다. 하지만, 실제 시뮬레이션 결과에 따르면 약간의 계단 응답은 좋아질 수 있으나, 외란(unbalanced disturbance)의 제거 능력이 저하됨을 확인할 수 있다.
한편, 구동부(610)로부터 속도 출력이 출력되고, 작동기가 작동되는 출력 속 도는 구동부(610)로부터 출력되는 속도 출력에 외부로부터 입력되는 외란을 포함하여 생성될 수 있다. 이때, 외란은 구동 모터(612)에 포함되는 감속기의 백래시, 작동기 자체의 강성에 따른 외란, 외부로부터 입력되는 외란 등을 포함할 수 있다.
이때, 출력 속도가 구동 모터(612) 자체의 전기각에 해당하는 속도 출력과 차이가 발생하므로, 단일 제어기 루프에 의한 구동 모터(612) 제어 시에 에너지 손실이 발생할 수 있다.
하지만, 이중 제어 루프에 의하여 제어되는 안정화 제어장치(600)에서는 자이로 센서에 의하여 외란을 포함한 출력 속도를 측정하여 제어하게 되므로 피드백 되는 속도의 부정확성에 의한 에너지 손실의 발생을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 안정화 제어장치(20)는 도면에 도시된 바와 같이 제어기(640)는 기본적으로 구동 모터(612)의 제어와 시스템 운용을 효율적으로 수행할 수 있도록 하는 가감속 속도 제어 등을 전담하고, 안정화 제어기(623)는 안정화 제어를 수행하도록 함으로써, 구동 모터(612) 응답 성능과 안정화 성능을 모두 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명에 따르면, 안정화 제어기를 추가적으로 적용하여 다양한 외란을 효율적으로 제어할 수 있도록 함으로써, 외란인 존재하는 경우에도 시스템을 안정하게 제어할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라 서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 무장 시스템을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 무장 시스템에서 제어부에 포함되는 안정화 제어장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 무장 시스템, 100: 영상부,
200: 무장부, 300: 제어부,
400: 차체, 500: 센서부.

Claims (16)

  1. 외부의 작동기로 작동력을 공급하는 것으로 속도 출력을 출력하는 구동부;
    입력 지령 신호와 검출된 상기 작동부의 출력 속도를 피드백하여 생성된 출력 신호의 차이로부터 상기 구동부의 작동을 안정화시키는 안정화 지령 속도를 생성하는 안정화 제어부;
    상기 안정화 지령 속도와 상기 속도 출력의 차이에 의한 오차 속도를 생성하는 오차 속도 생성부; 및
    상기 오차 속도를 입력받아 상기 구동부를 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어기를 구비하는 안정화 제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동부로부터 속도 출력이 출력되고,
    상기 출력 속도가 상기 속도 출력에 외부로부터 입력되는 외란을 포함하여 생성되는 안정화 제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어기가 상기 구동부의 회전 속도를 제어하는 속도 제어기인 안정화 제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기가 비례 제어기와 적분 제어기의 조합에 의하여 형성되는 비례-적분(PI) 제어기인 안정화 제어장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 안정화 제어부가,
    상기 출력 속도를 감지하여 검출 신호를 생성하는 센서;
    상기 검출 신호로부터 고주파 노이즈 성분을 걸러내 출력 신호를 생성하는 저주파 통과 필터;
    상기 입력 지령 신호와 상기 출력 신호의 차이에 해당하는 오차 신호를 입력받아 상기 구동부의 작동을 안정화시키도록 제어하는 안정화 제어 신호를 생성하는 안정화 제어기; 및
    상기 안정화 제어 신호에서 상기 작동기가 공진을 일으키도록 하는 성분을 제거하여 상기 안정화 지령 속도를 생성하는 노치 필터를 구비하는 안정화 제어장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 센서가 상기 작동기의 회전 속도 성분을 측정하는 자이로 센서인 안정화 제어장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 안정화 제어기가 비례 제어기, 적분 제어기, 및 미분 제어기의 조합에 의하여 형성되는 비례-적분-미분(PID) 제어기인 안정화 제어장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구동부가,
    상기 제어 신호를 입력받아 구동 신호를 생성하는 서보 앰프, 및
    상기 구동 신호에 의하여 구동되어 회전 운동을 생성하는 구동 모터를 구비하는 안정화 제어장치.
  9. 표적이 포함된 입력 영상을 입력받는 영상부, 상기 표적에 대하여 발포하는 무장부, 및 상기 입력 영상에서 표적을 검출하고 상기 표적에 대한 발포 지령을 상기 무장부로 보내는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부가,
    외부의 작동기로 작동력을 공급하는 것으로 속도 출력을 출력하는 구동부;
    입력 지령 신호와 검출된 상기 작동부의 출력 속도를 피드백하여 생성된 출력 신호의 차이로부터 상기 구동부의 작동을 안정화시키는 안정화 지령 속도를 생성하는 안정화 제어부;
    상기 안정화 지령 속도와 상기 속도 출력의 차이에 의한 오차 속도를 생성하는 오차 속도 생성부; 및
    상기 오차 신호를 입력받아 상기 구동부를 제어하는 제어 신호를 생성하는 제어기를 구비하는 무장 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동부로부터 속도 출력이 출력되고,
    상기 출력 속도가 상기 속도 출력에 외부로부터 입력되는 외란을 포함하여 생성되는 무장 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어기가 상기 구동부의 회전 속도를 제어하는 속도 제어기인 무장 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어기가 비례 제어기와 적분 제어기의 조합에 의하여 형성되는 비례-적분(PI) 제어기인 무장 시스템.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 안정화 제어부가,
    상기 출력 속도를 감지하여 검출 신호를 생성하는 센서;
    상기 검출 신호로부터 고주파 노이즈 성분을 걸러내 출력 신호를 생성하는 저주파 통과 필터;
    상기 입력 지령 신호와 상기 출력 신호의 차이에 해당하는 오차 신호를 입력받아 상기 구동부의 작동을 안정화시키도록 제어하는 안정화 제어 신호를 생성하는 안정화 제어기; 및
    상기 안정화 제어 신호에서 상기 작동기가 공진을 일으키도록 하는 성분을 제거하여 상기 안정화 지령 속도를 생성하는 노치 필터를 구비하는 무장 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 센서가 상기 작동기의 회전 속도 성분을 측정하는 자이로 센서인 무장 시스템.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 안정화 제어기가 비례 제어기, 적분 제어기, 및 미분 제어기의 조합에 의하여 형성되는 비례-적분-미분(PID) 제어기인 무장 시스템.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 구동부가,
    상기 제어 신호를 입력받아 구동 신호를 생성하는 서보 앰프, 및
    상기 구동 신호에 의하여 구동되어 회전 운동을 생성하는 구동 모터를 구비하는 무장 시스템.
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