KR20170077566A - Controlling method of automatic vibration system for military firing exercises - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제한된 공간에서 자동차와 선박 및 비행기와 같이 외부환경 및 운전조작에 의해 동요가 발생하는 운송수단에서의 사격 상황과 같은 실전 환경을 구현할 수 있는 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 상부방향으로 이격 배치되며 양측이 접철 가능하게 이루어지는 모션 플레이트; 상기 모션 플레이트의 하부에 탈착 가능하게 설치되며 구면베어링이 내장되는 홀더, 상기 베이스 플레이트 상에 탈착 가능하게 설치되며 상단부에 상기 구면베어링에 의해 지지되는 구체가 형성된 중심샤프트가 탄성체에 의해 승강 가능하게 지지되는 중심지지부재; 상기 모션 플레이트 하부에 다수개로 설치되어 모션 플레이트의 동요를 발생시키게 되는 것으로, 모션 플레이트의 하부에 탈착 가능하게 설치되는 캠팔로워 유닛과, 상기 캠팔로워 유닛 각각의 하부에 위치되도록 상기 베이스 플레이트에 탈착 가능하게 설치되어 캠의 회전에 따라 캠팔로워 유닛을 승강시키게 되는 캠 유닛 및, 상기 캠 유닛과 연결되어 캠을 회전시키는 구동력을 제공하는 구동모터를 포함하는 승강구동부재 및, 상기 구동모터와 연결되어 구동모터의 작동을 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 사격훈련용 자동 가진시스템을 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 모션 플레이트에 필요한 동요를 발생시키기 위한 데이터를 전송하는 단계; 상기 모션 플레이트에 필요한 동요와 대응되도록 구동모터 각각을 작동시키기 위한 구동모터 속도 제어값을 생성하는 단계; 상기 구동모터 속도 제어값을 기초로 구동모터 각각을 작동시키는 단계; 상기 구동모터의 작동에 따른 모션 플레이트의 움직임을 모니터링 하는 단계; 및, 상기 모니터링을 통한 데이터를 기초로 구동모터 속도 제어값에 의해 발생되는 동요와 상기 모니터링에 의한 실제 모션 플레이트의 동요를 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
The present invention provides a control method of an automatic entrainment system for a shooting exercise capable of realizing an actual environment such as an automobile, a ship and an airplane in a limited space, and an external environment such as an airplane, .
To this end, a base plate; A motion plate spaced upward from the base plate and foldable on both sides; A spherical bearing mounted on a lower portion of the motion plate, the spherical bearing being mounted on the base plate; a center shaft formed on the base plate and supported by the spherical bearing at an upper portion thereof, ; A cam follower unit detachably attached to a lower portion of the motion plate, the cam follower unit being detachably attached to the base plate so as to be positioned below each of the cam follower units; And a driving motor connected to the cam unit to provide a driving force for rotating the cam, the driving unit being connected to the driving motor to drive the cam follower unit, 1. A method for controlling an automatic excitation system for a training exercise, the method comprising: transmitting data for generating a necessary fluctuation to the motion plate; Generating a drive motor speed control value for operating each of the drive motors to correspond to the required fluctuation in the motion plate; Operating each of the drive motors based on the drive motor speed control value; Monitoring movement of the motion plate in response to actuation of the drive motor; And compensating the fluctuation caused by the driving motor speed control value and the fluctuation of the actual motion plate due to the monitoring based on the data through the monitoring.

Description

사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법 {Controlling method of automatic vibration system for military firing exercises}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method for an automatic vibration system for a shooting training,

본 발명은 사격훈련용 자동 가진 시스템의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사격훈련에 활용할 수 있도록 다수의 자유도를 확보하여 외란을 인가할 수 있는 사격훈련용 자동 가진 시스템의 제어방법에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a control method of an automatic excavation system for a shooting training, and more particularly, to a control method of an automatic excavation system for a shooting training capable of securing a plurality of degrees of freedom so that disturbance can be applied .

종래의 사격훈련용 시뮬레이터는 사격훈련자의 전방에 타깃을 2D 또는 3D 영상으로 출력하고 사격훈련자는 사격자세를 취하여 타깃에 사격하는 시뮬레이터가 대부분이다.The conventional simulator for shooting training is mostly a simulator that outputs a target in front of a shooting trainer as a 2D or 3D image and a shooting trainer takes a shooting attitude and shoots a target.

이러한 종래의 사격훈련용 시뮬레이터는 사격훈련자의 자세에 직접적으로 영향을 미치는 동요의 발생을 구현하지 못해 실제 사격 시의 환경을 조성하지 못하는 문제점이 있어 왔다.Such conventional simulators for shooting training can not realize the occurrence of fluctuations directly affecting the attitude of the shooting trainee and thus can not provide an environment for actual shooting.

특히 제한된 공간에서 자동차와 선박 및 비행기와 같이 외부환경 및 운전조작에 의해 하동요(heave), 횡동요(rolling) 및 종동요(pitching)가 발생하는 운송수단에서의 사격 상황과 같은 실전 환경을 제공하여 해상사격 및 육상 사격에 적용시킬 수 있는 시스템의 부재로 인해 사격 정예병을 양성하는데 발생되는 인적, 물적 및 시간적 비용을 절감시키지 못하는 문제점이 있어 이를 개선할 수 있는 시스템 및 시스템 제어방법의 개발이 필요한 실정이다. In particular, it provides a practical environment, such as vehicles, ships and airplanes, in a restricted space, such as shooting situations in vehicles where external environments and driving operations cause heave, rolling and pitching Therefore, the development of a system and a system control method capable of improving the human, material, and temporal costs incurred in breeding firearms due to the absence of the system that can be applied to maritime and land fire It is necessary.

대한민국 등록특허공보 제10-0643178호 (공고일자: 2006. 11. 10) “롤링 모션의 기구적 외란 보상을 위한 3축 안정화 장치”Korean Patent Registration No. 10-0643178 (Publication Date: November 10, 2006) "Three-axis stabilization device for compensating mechanical disturbance of rolling motion" 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0115272호 (공개일자: 2015. 10. 14) "복수 인원 탑승용 회전식 시뮬레이터 및 그를 사용한 원형 구조 시뮬레이션 시스템"Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2015-0115272 (Publication date: Oct. 10, 201) "Rotational simulator for multi-passenger boarding and a circular structure simulation system using the same"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 제한된 공간에서 자동차와 선박 및 비행기와 같이 외부환경 및 운전조작에 의해 동요가 발생하는 운송수단에서의 사격 상황과 같은 실전 환경을 구현할 수 있는 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a vehicle control system capable of realizing an actual environment such as an automobile, a ship and an airplane in a limited space, The object of the present invention is to provide a control method of an automatic excitation system for shooting training.

특히 상하동요(heave), 횡동요(rolling) 및 종동요(pitching)의 자유도를 확보하고 동요의 발생, 속도 및 자세를 제어할 수 있는 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.In particular, it is an object of the present invention to provide a control method of an automatic excitation system for shooting training, which can secure freedom of up and down heave, rolling and pitching, and can control the generation, have.

그리고 부품들 상호 간에 탈부착 가능한 구조를 구현하여 이동, 분해 및 조립이 용이한 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a control method of an automatic excavation system for shooting training, which is easy to move, disassemble and assemble by implementing a detachable structure between parts.

이와 함께 본 발명의 기타 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 이는 본 발명의 청구범위에 기재된 사항 및 그 실시예의 개시 내용뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내의 수단 및 조합에 의해 더욱 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. And will be included in a wide range.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법은, 베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 상부방향으로 이격 배치되며 양측이 접철 가능하게 이루어지는 모션 플레이트; 상기 모션 플레이트의 하부에 탈착 가능하게 설치되며 구면베어링이 내장되는 홀더, 상기 베이스 플레이트 상에 탈착 가능하게 설치되며 상단부에 상기 구면베어링에 의해 지지되는 구체가 형성된 중심샤프트가 탄성체에 의해 승강 가능하게 지지되는 중심지지부재; 상기 모션 플레이트 하부에 다수개로 설치되어 모션 플레이트의 동요를 발생시키게 되는 것으로, 모션 플레이트의 하부에 탈착 가능하게 설치되는 캠팔로워 유닛과, 상기 캠팔로워 유닛 각각의 하부에 위치되도록 상기 베이스 플레이트에 탈착 가능하게 설치되어 캠의 회전에 따라 캠팔로워 유닛을 승강시키게 되는 캠 유닛 및, 상기 캠 유닛과 연결되어 캠을 회전시키는 구동력을 제공하는 구동모터를 포함하는 승강구동부재 및, 상기 구동모터와 연결되어 구동모터의 작동을 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 사격훈련용 자동 가진시스템을 제어하기 위한 방법에 있어서, 상기 모션 플레이트에 필요한 동요를 발생시키기 위한 데이터를 전송하는 단계; 상기 모션 플레이트에 필요한 동요와 대응되도록 구동모터 각각을 작동시키기 위한 구동모터 속도 제어값을 생성하는 단계; 상기 구동모터 속도 제어값을 기초로 구동모터 각각을 작동시키는 단계; 상기 구동모터의 작동에 따른 모션 플레이트의 움직임을 모니터링 하는 단계; 및, 상기 모니터링을 통한 데이터를 기초로 구동모터 속도 제어값에 의해 발생되는 동요와 상기 모니터링에 의한 실제 모션 플레이트의 동요를 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a control method for an automatic excitation system for shooting training, comprising: a base plate; A motion plate spaced upward from the base plate and foldable on both sides; A spherical bearing mounted on a lower portion of the motion plate, the spherical bearing being mounted on the base plate; a center shaft formed on the base plate and supported by the spherical bearing at an upper portion thereof, ; A cam follower unit detachably attached to a lower portion of the motion plate, the cam follower unit being detachably attached to the base plate so as to be positioned below each of the cam follower units; And a driving motor connected to the cam unit to provide a driving force for rotating the cam, the driving unit being connected to the driving motor to drive the cam follower unit, 1. A method for controlling an automatic excitation system for a training exercise, the method comprising: transmitting data for generating a necessary fluctuation to the motion plate; Generating a drive motor speed control value for operating each of the drive motors to correspond to the required fluctuation in the motion plate; Operating each of the drive motors based on the drive motor speed control value; Monitoring movement of the motion plate in response to actuation of the drive motor; And compensating the fluctuation caused by the driving motor speed control value and the fluctuation of the actual motion plate due to the monitoring based on the data through the monitoring.

그리고 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 구동모터 속도 제어값에 의해 발생되는 동요와 상기 모니터링에 의한 실제 모션 플레이트 동요의 보상은 지적 PID 제어를 통해 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the fluctuation caused by the driving motor speed control value and the compensation of the actual motion plate fluctuation due to the monitoring are performed through intellectual PID control.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.As described above, according to the present invention, the following effects can be expected.

제한된 공간에서 동요가 발생할 수 있는 상황을 만들어 사격자가 실제로 처할 수 있는 환경을 제공할 수 있으며, 이에 따라서 육해공군의 사격능력을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.By creating a situation in which confusion can occur in a limited space, it is possible to provide an environment in which the shooter can actually take advantage of it, which has the advantage of improving the shooting ability of the land and air force.

그리고 실제의 훈련 환경과 동일한 환경을 구현할 수 있게 됨으로써 실제 육해공 훈련에 소모되는 비용을 절감할 수 있는 다른 이점이 있다.There are other advantages that can be achieved by realizing the same environment as the actual training environment, thereby reducing the cost of actual training on the land and sea.

또한 부품들 상호 간에 탈부착 가능한 구조를 구현하여 분해 및 조립이 용이해져 가진시스템의 이동성 및 보관성을 향상시킬수 있는 또 다른 이점이 있다.In addition, there is another advantage that the structure capable of detachably attaching the parts to each other is implemented to facilitate the disassembly and assembly, and the mobility and storage of the system can be improved.

아울러 사격훈련 뿐만 아니라 자동차, 선박 및 항공기 시뮬레이션, 게임, 4D체험 및 엔터테인먼트 분야에 확대 적용이 가능한 또 다른 이점이 있다. In addition to shooting training, there are other benefits that can be extended to automotive, ship and aircraft simulations, games, 4D experience and entertainment.

이와 함께 본 발명의 다른 효과는 이상에서 설명한 실시예 및 본 발명의 청구범위에 기재된 사항뿐만 아니라, 이들로부터 용이하게 추고할 수 있는 범위 내에서 발생할 수 있는 효과 및 산업 발전에 기여하는 잠정적 장점의 가능성들에 의해 보다 넓은 범위로 포섭될 것임을 첨언한다.In addition, other effects of the present invention can be achieved not only in the embodiments described above and in the claims of the present invention, but also in terms of the effects that can be easily obtained from them and the possibility of provisional advantages contributing to industrial development And that they will be included in a broader range.

도 1은 본 발명에 따른 사격훈련용 자동 가진시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 중심지지부재를 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 승강구동부재를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 콘트롤러의 제어 블록 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법 중 지적 PID 제어기의 구성도를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 본 발명에 따른 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법을 흐름도로 나타낸 도면이다.
1 is a view showing an automatic excitation system for shooting training according to the present invention.
2 is a view showing a center support member according to the present invention.
3 to 4 are views showing the lifting and driving member according to the present invention.
5 is a control block diagram of a controller according to the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an intellectual PID controller of a control method of an automatic excitation system for shot training according to the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a control method of an automatic excitation system for shooting training according to the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명에 따른 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법의 대상이 되는 사격훈련용 자동 가진시스템의 구성을 설명하면 다음과 같다.First, the configuration of the automatic excitation system for shooting training, which is the object of the control method of the automatic excitation system for shooting training according to the present invention, will be described.

첨부된 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 제한된 공간에서 동요가 발생할 수 있는 상황을 만들어 사격자가 실제로 처할 수 있는 환경을 제공할 수 있으며, 이에 따라서 육해공군의 사격능력을 향상시킬 수 있으며, 구성들 상호 간에 탈부착 가능한 구조를 구현하여 분해 및 조립이 용이해져 이동성 및 보관성을 향상시킬 수 있는 사격훈련용 가진시스템을 제공하기 위한 것으로 베이스 플레이트(100), 모션 플레이트(200), 중심지지부재(300), 승강구동부재(400) 및 콘트롤러를 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 1 to 4, the present invention can provide an environment in which a shooter can actually take place by creating a situation in which fluctuations can occur in a limited space, thereby improving the shooting ability of the land and sea forces A motion plate 200, and a center support 200. The system includes a base plate 100, a motion plate 200, and a center support 200. The base plate 100, the motion plate 200, Member 300, a lifting drive member 400, and a controller.

상기 베이스 플레이트(100)는 모션 플레이트(200), 중심지지부재(300), 승강구동부재(400)가 설치되는 바탕을 마련하게 된다. 그리고 상기 모션 플레이트(200)는 사격자가 자세를 취하게 되는 공간을 제공하게 되는 것으로, 베이스 플레이트(100)의 상부방향으로 이격 배치되며, 중앙판의 양측에 접철 가능하게 힌지 결합되는 접철판으로 구성되어 모션 플레이트(200)는 양측이 접철 가능하게 이루어질 수 있게 된다.The base plate 100 is provided with a base on which the motion plate 200, the center support member 300, and the lifting and driving member 400 are installed. The motion plate 200 is spaced apart from the upper surface of the base plate 100 by providing a space in which the shooter takes a posture and is composed of a folding plate hingedly coupled to both sides of the center plate So that both sides of the motion plate 200 can be made foldable.

이와 함께 상기 중심지지부재(300)는 홀더(310) 및 중심샤프트(320)를 포함하여 이루어진다. 상기 홀더(310)는 모션 플레이트(200)의 하부에 탈착 가능하게 설치되며 구면베어링이 내장된다. 그리고 상기 중심샤프트(320)는 상기 베이스 플레이트 상에 탈착 가능하게 설치되는 케이싱(330)의 내부에 삽입 설치되는데, 자세하게는 플랜지구조로 이루어지고, 케이싱(330)의 상부 중앙 측에 탈착 가능하게 삽입 설치되며 내주면이 매끈하게 표면 가공된 부시(340)에 중심샤프트(320)가 삽입된다. 이와 함께 상기 중심샤프트(320)는 외주면이 부시(340)의 내주면을 타고 승강되며, 상단부에 구면베어링에 의해 지지되는 구체가 형성되고, 하단부가 캐이싱(330)의 내부에 고정 설치되는 탄성체(350)에 의해 승강 가능하게 지지되어 홀더(310)와 함께 중심샤프트(320)가 탄발적으로 승강 가능케 하고 완충 작용이 부여되는 구조로 지지된다.In addition, the center support member 300 includes a holder 310 and a center shaft 320. The holder 310 is detachably mounted to the lower portion of the motion plate 200 and has a spherical bearing. The center shaft 320 is inserted into a casing 330 detachably installed on the base plate. The center shaft 320 has a flange structure. The center shaft 320 is detachably inserted into the upper center of the casing 330, And the center shaft 320 is inserted into the bush 340 having an inner peripheral surface smoothly machined. In addition, the center shaft 320 has an outer circumferential surface which is lifted and raised on the inner circumferential surface of the bush 340, a spherical body supported by a spherical bearing at an upper end thereof, and an elastic body 350 to support the center shaft 320 together with the holder 310 so that the center shaft 320 can be lifted and lowered and the buffering action is imparted.

다음으로 상기 승강구동부재(400)는 캠팔로워 유닛(410), 캠 유닛(420) 및 구동모터(430)를 포함하여 이루어진다.Next, the elevation driving member 400 includes a cam follower unit 410, a cam unit 420, and a driving motor 430.

상기 캠팔로워 유닛(410)은 모션 플레이트(200) 하부에 다수개로 설치되어 모션 플레이트 (200)의 동요를 발생시키게 되는 것으로, 자세하게 캠팔로워 유닛(410)은 모션플레이트(200)에 z축 방향으로의 상하동요(heaving), x축 방향으로의 횡동요(rolling) 및 y축 방향으로의 종동요(pitching)를 발생 가능한 위치에 배치될 수 있도록 중심지지부재(300)의 전방 일측과 후방 양측 각각 총 3개의 지점에 탈착 가능하게 설치되는 한 쌍의 브라켓(411) 및, 양측이 한 쌍의 브라켓(411)에 회전 가능하게 설치되며 외주면에 팔로우 롤러(412)가 설치되는 롤러축(413)을 포함하여 이루어진다.The cam follower unit 410 is installed at a lower portion of the motion plate 200 to generate a vibration of the motion plate 200. The cam follower unit 410 is attached to the motion plate 200 in the z- The front and rear sides of the center support member 300 are arranged in such a manner that they can be disposed at positions where it is possible to cause the top and bottom heaving, rolling in the x-axis direction, and pitching in the y- A pair of brackets 411 detachably installed at three points in total and a roller shaft 413 rotatably installed on a pair of brackets 411 on both sides and having a follower roller 412 mounted on the outer periphery thereof .

그리고 상기 캠 유닛(420)은 캠팔로워 유닛(410) 각각의 하부에 위치되도록 베이스 플레이트(100)에 탈착 가능하게 설치되어 캠(421)의 회전에 따라 캠팔로워 부재(410)를 승강시키게 됨으로써, 모션플레이트(200)에 z축 방향으로의 상하동요(heaving), x축 방향으로의 횡동요(rolling) 및 y축 방향으로의 종동요(pitching)를 발생시킬 수 있게 된다. The cam unit 420 is detachably installed on the base plate 100 so as to be positioned below each of the cam followers 410 so that the cam follower member 410 is lifted and lowered according to the rotation of the cam 421, It is possible to cause the motion plate 200 to be vertically moved in the z-axis direction, rolling in the x-axis direction, and pitching in the y-axis direction.

이를 위해 상기 캠 유닛(420)은 원판형으로 형성되는 캠(421)이 팔로우 롤러(412) 각각의 하부에 위치되도록 베이스 플레이트(100)에 탈착 가능하게 설치되는 한 쌍의 서포트(423) 및, 양측이 한 쌍의 서포트(423)에 회전 가능하게 설치되며 캠(421)이 외주면에 편심되게 설치되어 회전됨에 따라 승강 스트로크를 발생시켜 팔로우 롤러(412)를 승강시키게 되는 캠샤프트(422)를 포함하여 이루어진다.To this end, the cam unit 420 includes a pair of supports 423 detachably mounted on the base plate 100 such that a cam 421 formed in a disk shape is positioned below each of the follower rollers 412, A cam shaft 422 which is rotatably installed on a pair of supports 423 on both sides and is mounted on an outer circumferential surface of the cam 421 so as to rotate so as to generate a lifting stroke to lift the follower roller 412 .

여기에서 서포트(423) 각각의 내측에는 캠샤프트(422)와의 기계적 마찰을 최소화 할 수 있는 캠샤프트(422) 베어링이 설치되는 것이 바람직할 것이다.Here, it is preferable that a bearing of the cam shaft 422 is installed inside each of the supports 423 so as to minimize the mechanical friction with the cam shaft 422.

이어서 상기 구동모터(430)는 캠샤프트(422)와 연결되어 캠(421)을 회전시키는 구동력을 제공하게 되는 것으로, 전류의 공급에 의해 회전구동력을 발생시키며, 서보방식으로 제어되는 기어드모터로 이루어지며 하부가 지지블록 상에 탈착 가능하게 설치되며, 지지블록 역시 베이스 플레이트(100)에 탈착 가능하게 설치될 수 있다.The driving motor 430 is connected to the cam shaft 422 to provide a driving force for rotating the cam 421. The driving motor 430 generates a rotational driving force by the supply of current and is a geared motor controlled by a servo system The lower portion is detachably mounted on the support block, and the support block can also be detachably installed on the base plate 100. [

여기에서 상기 캠샤프트(422)와 구동모터(430)의 회전축은 커플러(440)에 의해 연결되어 구동모터(430)의 회전구동력을 캠샤프트(422)에 전달할 수 있게 된다.The rotation shaft of the cam shaft 422 and the driving motor 430 is connected by a coupler 440 so that the rotational driving force of the driving motor 430 can be transmitted to the cam shaft 422.

이와 같이 구성되는 승강구동부재(400)의 작동에 따라 모션 플레이트(200)는 중심지지부재(300)를 기준으로 z축 방향으로의 상하동요(heaving), x축 방향으로의 횡동요(rolling) 및 y축 방향으로의 종동요(pitching)를 발생시킬 수 있게 된다. 즉 중심지지부재(300)의 전방 일측과 후방 양측 각각 총 3개의 지점에 설치되는 승강구동부재(400)가 동시에 동일한 상향 또는 하향 스트로크를 발생시키게 되면 상하동요를 구현할 수 있게 된다. 그리고 중심지지부재(300)의 전방 일측에 설치된 승강구동부재(400)가 상향 또는 하향 스트로크를 발생시키게 되고 중심지지부재(300)의 후방 양측에 설치된 승강구동부재(400)가 전방 일측의 스트로크와 반대로 하향 또는 상향 스트로크를 발생시키게 되면 종동요를 구현할 수 있게 된다. 또한 중심지지부재(300)의 후방 좌측에 설치된 승강구동부재(400) 상향 또는 하향 스트로크를 발생시키게 되고, 중심지지부재(300)의 후방 우측에 설치된 승강구동부재(400)가 후방 좌측의 스트로크와 반대로 하향 또는 상향 스트로크를 발생시키게 되면 횡동요를 구현할 수 있게 된다. 또한 중심지지부재(300)의 전방 일측과 후방 양측 각각에 설치된 승강구동부재(400)에 랜덤으로 스트로크를 발생시키게 되면 종동요와 횡동요를 번갈아 발생시킬 수 있게 된다.According to the operation of the elevation drive member 400 constructed as described above, the motion plate 200 is moved up and down in the z-axis direction with respect to the center support member 300, rolling in the x- And pitching in the y-axis direction can be generated. That is, when the lifting and driving member 400 installed at three points, i.e., the front side and the rear side of the center support member 300 generate the same upward or downward stroke at the same time, the up and down movement can be realized. The upward and downward strokes of the lifting and descending member 400 installed on the front side of the center support member 300 cause the upward and downward strokes to be generated and the lifting and driving member 400 installed on both sides of the rear side of the center support member 300, Conversely, when the downward or upward stroke is generated, it is possible to implement the shaking motion. The upward and downward strokes of the lifting and descending member 400 installed on the rear left side of the center support member 300 are generated and the lifting and descending driving member 400 installed on the rear right side of the center support member 300 is positioned at the rear left stroke Conversely, when the downward or upward stroke is generated, it is possible to realize the rolling motion. In addition, when a stroke is randomly generated in the lifting and driving member 400 installed on both the front side and the rear side of the center support member 300, it is possible to alternately generate the swaying motion and the lateral swaying motion.

다음으로 상기한 도면들과 첨부된 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 콘트롤러는 구동모터(430)와 유선 또는 무선 연결되어 구동모터(430)의 작동을 제어하게 된다.5, the controller is connected to the driving motor 430 in a wired or wireless manner to control the operation of the driving motor 430. As shown in FIG.

이와 함께 콘트롤러의 구성은 도 5에 도시된 바와 같이 시스템의 응답속도를 높이기 위해 Cortex-Mx계열의 MCU(micro controller unit)를 사용하며, 모션 플레이트(200)의 움직임은 자이로센서(gyroscope)와 가속도센서(accelerometer)를 설치하여 감지할 수 있게 하고, MCU의 출력은 PWM(pulse width modulation)과 DAC(digiral-to-analog converter) 및 통신포트를 활용하여 이루어져 구동모터(430)를 제어할 수 있게 된다.5, a microcontroller unit (MCU) of the Cortex-Mx series is used to increase the response speed of the system. The movement of the motion plate 200 is controlled by a gyroscope and acceleration The output of the MCU can be controlled by using pulse width modulation (PWM), a digital-to-analog converter (DAC) and a communication port to control the driving motor 430 do.

상기와 같이 구성되는 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법은 상기한 도면들과 도 7에 도시된 바와 같이 다음과 같다.The control method of the automatic excitation system for shot training as described above is as follows as shown in the above figures and FIG.

먼저 상기 모션 플레이트(200)에 실제 사격 상황을 제공하기 위해 필요한 동요를 발생시키기 위한 z축 방향으로의 상하동요(heaving), x축 방향으로의 횡동요(rolling) 및 y축 방향으로의 종동요(pitching)의 운동거리(캠의 스트로크) 및 운동 주파수와 관련된 데이터를 MCU로 전송한다.First, the motion plate 200 is lifted up and down in the z-axis direction to generate necessary vibration to provide an actual shooting situation, rolling in the x-axis direction, and longitudinal motion in the y- (stroke of the cam) and the motion frequency of the pitching to the MCU.

그리고 상기 모션 플레이트(200)에 필요한 동요와 대응되도록 구동모터(430) 각각을 작동시켜 캠(421)의 회전에 따라 모션 플레이트(200)의 운동거리와 운동주파수를 만족시킬 수 있는 구동모터 속도 제어값을 생성한다.The drive motor 430 is operated so as to correspond to the required fluctuation of the motion plate 200 so that the drive motor speed control can be performed to satisfy the motion distance and the motion frequency of the motion plate 200 in accordance with the rotation of the cam 421. [ Value.

다음으로 상기 구동모터 속도 제어값을 기초로 구동모터(430) 각각을 작동시키고 PWM 방식을 이용하여 속도를 제어한다.Next, each of the drive motors 430 is operated based on the drive motor speed control value, and the speed is controlled using the PWM method.

이어서 상기 구동모터(430)의 작동에 따른 모션 플레이트(200)의 움직임을 상기 자이로센서와 가속도센서로 측정하여 측정값을 콘트롤러로 전송하여 구동모터 속도 제어값에 의해 발생되는 동요와 상기 모니터링에 의한 실제 모션 플레이트(200) 동요의 차이값을 모니터링 한다.Then, the gyro sensor and the acceleration sensor measure the movement of the motion plate 200 according to the operation of the driving motor 430, and the measured values are transmitted to the controller. The fluctuation caused by the driving motor speed control value, The difference value of the actual motion plate 200 fluctuation is monitored.

상기 모니터링을 통한 데이터를 기초로 구동모터 속도 제어값에 의해 발생되는 동요와 상기 모니터링에 의한 실제 모션 플레이트(200)의 동요를 지적 PID 제어를 통해 보상하여 모션 플레이트(200)에 필요로 하는 동요를 발생시킬 수 있게 된다.Based on the data through the monitoring, the fluctuation caused by the driving motor speed control value and the fluctuation of the actual motion plate 200 due to the monitoring are compensated through the intellectual PID control so that the fluctuation required for the motion plate 200 .

이러한 상기 콘트롤러는 각각의 구동모터(430)를 제어하여 모션 플레이트(200)에 z축 방향으로의 상하동요(heaving), x축 방향으로의 횡동요(rolling) 및 y축 방향으로의 종동요(pitching)를 정밀하게 조종하게 위해 지적 PID(proportional integral derivative) 제어를 따르게 된다.The controller controls each of the driving motors 430 to vertically move in the z-axis direction, roll in the x-axis direction, and move in the y-axis direction PID (proportional integral derivative) control to precisely control the pitching.

이러한 지적 PID 제어에 따르면 동요를 발생시키는 가진 시스템의 설계에 있어서 입력에 대한 추종과 비주기적인 외란이 발생하였을 때 주어진 입력을 추종하는 성능과 인가된 외란에 강인성을 가지도록 시스템을 설계할 수 있게 된다.According to the intellectual PID control, the system can be designed to have a robustness against the input to follow the input and the disturbance to the applied input when the input follow-up and the aperiodic disturbance occur in the design of the excitation system do.

자세하게 지적 PID 제어는 도 6에 도시된 바와 같이 제어대상의 동특성이 변화하여 기존의 PID 제어의 파라메타를 재설정해야 하거나, 제어대상이 비선형성이 강하거나 비주기적인 외란이 심한 시스템에 대해서는 기존 PID 제어로 제어하기에는 많은 문제가 발생할 수 있는데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 제어대상의 모델이 거의 필요하지 않고, 제어 파라메타의 조정이 간단하고 제어 모델의 특성이 변경되어도 제어의 파라메타를 재조정할 필요가 없다는 특성을 가지고 있다. 이러한 지적 PID 제어는 기존의 오차의 이중 미분값을 제어량과 맞춰주기 위하여 비례기를 추가하여 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션은 5[sec]로 하였으며, 기준입력은 크기 1, 10[Hz]을 인가하였다. 외란에 대한 강인성을 확인하기 위하여 크기 0.3, 2[Hz]를 인가하여 외란에 대한 강인성을 평가하도록 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션에 사용된 제어의 파라메타 1/α값은 10으로 선정하였으며, 페루프 오차에 대한 이중 미분의 출력값과 지연요소의 출력값과의 합을 폐루프 시스템에 적용하기 위하여 작은값의 비례기를 추가하여 폐루프 제어시스템에 적용하였다. 이에 따르면 기준입력 (1, 10[Hz])에 대한 추종능력과 주기적 외란(0.3, 2[Hz])에 대한 강인성이 우수한 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 플랜트의 특성이 바뀌었을 때 기존의 제어기는 오차가 많이 발생하였지만 지적 PID 제어는 플랜트의 변화에도 강인한 것을 확인하였다. 따라서 상기한 지적 PID 제어를 통해 구동모터(430)를 제어하여 모션플레이트(200)에 z축 방향으로의 상하동요(heaving), x축 방향으로의 횡동요(rolling) 및 y축 방향으로의 종동요(pitching)를 정밀하게 조종할 수 있게 된다.As shown in FIG. 6, in detail, the intellectual PID control is required to reset the parameters of the existing PID control by changing the dynamic characteristics of the control object, or to control the existing PID control for the system where the control object is highly nonlinear or acyclic disturbance. There is a problem in that it is not necessary to model the control object in order to solve such a problem and it is not necessary to adjust the control parameters easily even if the control parameters are easily adjusted and the characteristics of the control model are changed, Lt; / RTI > This intellectual PID control was simulated by adding a proportional unit in order to match the double differential value of the existing error with the control amount. Simulation was performed at 5 [sec], and the reference input was applied at size 1, 10 [Hz]. In order to confirm robustness against disturbance, it was simulated to evaluate the robustness against disturbance by applying size 0.3, 2 [Hz]. The parameter 1 / α of the control used in the simulation was selected as 10, and a small value proportional unit was added to the closed loop system in order to apply the sum of the output of the double derivative and the output of the delay element to the perturbation error. Loop control system. According to this, it is shown that the robustness against the reference input (1, 10 [Hz]) and the cyclic disturbance (0.3, 2 [Hz]) are excellent. In addition, when the characteristics of the plant were changed, the existing controller caused many errors, but the intellectual PID control was confirmed to be robust against the change of the plant. Accordingly, by controlling the drive motor 430 through the above-described intellectual PID control, the motion plate 200 can be moved in the up and down directions in the z-axis direction, rolling in the x-axis direction, It is possible to precisely control the pitching.

이상과 같이 본 발명의 기술적 사상은 제한된 공간에서 자동차와 선박 및 비행기와 같이 외부환경 및 운전조작에 의해 동요가 발생하는 운송수단에서의 사격 상황과 같은 실전 환경을 구현할 수 있는 사격훈련용 자동 가진시스템을 제공하는 것임을 알 수 있다.As described above, the technical idea of the present invention is to provide an automatic entrainment system for shooting training that can realize an actual environment such as an automobile, a ship, and an airplane in a limited space, As shown in FIG.

아울러 이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions, and alterations can be made hereto without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims. It will be possible. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 베이스 플레이트
200: 모션 플레이트
300: 중심지지부재
310: 홀더
320: 중심샤프트
330: 케이싱
340: 부시
350: 탄성체
400: 승강구동부재
410: 캠팔로워 유닛
411: 브라켓
412: 팔로우 롤러
413: 롤러축
420: 캠 유닛
421: 캠
422: 캠샤프트
423: 서포트
430: 구동모터
440: 커플러
100: Base plate
200: Motion plate
300: center support member
310: holder
320: center shaft
330: casing
340: Bush
350: elastic body
400:
410: Cam follower unit
411: Bracket
412: Follower roller
413: Roller shaft
420: Cam unit
421: Cam
422: camshaft
423: Support
430: drive motor
440: Coupler

Claims (2)

베이스 플레이트; 상기 베이스 플레이트의 상부방향으로 이격 배치되며 양측이 접철 가능하게 이루어지는 모션 플레이트; 상기 모션 플레이트의 하부에 탈착 가능하게 설치되며 구면베어링이 내장되는 홀더, 상기 베이스 플레이트 상에 탈착 가능하게 설치되며 상단부에 상기 구면베어링에 의해 지지되는 구체가 형성된 중심샤프트가 탄성체에 의해 승강 가능하게 지지되는 중심지지부재; 상기 모션 플레이트 하부에 다수개로 설치되어 모션 플레이트의 동요를 발생시키게 되는 것으로, 모션 플레이트의 하부에 탈착 가능하게 설치되는 캠팔로워 유닛과, 상기 캠팔로워 유닛 각각의 하부에 위치되도록 상기 베이스 플레이트에 탈착 가능하게 설치되어 캠의 회전에 따라 캠팔로워 유닛을 승강시키게 되는 캠 유닛 및, 상기 캠 유닛과 연결되어 캠을 회전시키는 구동력을 제공하는 구동모터를 포함하는 승강구동부재 및, 상기 구동모터와 연결되어 구동모터의 작동을 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 사격훈련용 자동 가진시스템을 제어하기 위한 방법에 있어서,
상기 모션 플레이트에 필요한 동요를 발생시키기 위한 데이터를 전송하는 단계;
상기 모션 플레이트에 필요한 동요와 대응되도록 구동모터 각각을 작동시키기 위한 구동모터 속도 제어값을 생성하는 단계;
상기 구동모터 속도 제어값을 기초로 구동모터 각각을 작동시키는 단계;
상기 구동모터의 작동에 따른 모션 플레이트의 움직임을 모니터링 하는 단계; 및,
상기 모니터링을 통한 데이터를 기초로 구동모터 속도 제어값에 의해 발생되는 동요와 상기 모니터링에 의한 실제 모션 플레이트의 동요를 보상하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법.
A base plate; A motion plate spaced upward from the base plate and foldable on both sides; A spherical bearing mounted on a lower portion of the motion plate, the spherical bearing being mounted on the base plate; a center shaft formed on the base plate and supported by the spherical bearing at an upper portion thereof, ; A cam follower unit detachably attached to a lower portion of the motion plate, the cam follower unit being detachably attached to the base plate so as to be positioned below each of the cam follower units; And a driving motor connected to the cam unit to provide a driving force for rotating the cam, the driving unit being connected to the driving motor to drive the cam follower unit, 1. A method for controlling an automatic exciter system for shooting training, comprising a controller for controlling operation of a motor,
Transmitting data for generating necessary fluctuations in the motion plate;
Generating a drive motor speed control value for operating each of the drive motors to correspond to the required fluctuation in the motion plate;
Operating each of the drive motors based on the drive motor speed control value;
Monitoring movement of the motion plate in response to actuation of the drive motor; And
And compensating for the fluctuation caused by the driving motor speed control value and the fluctuation of the actual motion plate due to the monitoring based on the data through the monitoring.
제1항에 있어서,
상기 구동모터 속도 제어값에 의해 발생되는 동요와 상기 모니터링에 의한 실제 모션 플레이트 동요의 보상은 지적 PID 제어를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 사격훈련용 자동 가진시스템의 제어방법.
The method according to claim 1,
Wherein the fluctuation caused by the driving motor speed control value and the compensation of the actual motion plate fluctuation due to the monitoring are performed through intelligent PID control.
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