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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

홍주현 (인하대학교, 인하대학교 대학원)

지도교수
유창경
발행연도
2013
저작권
인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수13

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2014

함정거동을 고려한 대공방어용 함정 탑재 요격탄조준점 보정 기법
홍주현 ,  박상혁 ,  박상섭 외 1명 제어로봇시스템학회 논문지 2014.01 학술저널

2013

함정거동을 고려한 대공 방어용 함포 조준점 보정 알고리듬 연구
홍주현 항공공학과 2013.01 학위논문

초록· 키워드

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근래의 함정들은 함정을 방어하기 위한 수단으로써 다층 방어 대공 방어체계를 구성하여 위협요소로부터 함정을 보호한다. 함정을 위협하는 요소 중 대표적인 요소는 대함미사일이다. 다층 방어 대공 방어체계를 갖춘 함정의 일정거리내로 대함미사일이 접근해오면 대함미사일의 위협으로부터 함정을 보호하기 위해 함포를 발사하여 대함미사일을 제거한다. 이때 함상에서 발사되는 함포의 조준점을 정확히 예측하는 것이 중요하다. 조준점의 정확도를 저하하는 가장 대표적인 요인은 파도에 의해 발생하는 함정의 움직임을 들 수 있다. 따라서 이러한 함정의 움직임을 보상하기 위해서는 함정의 움직임을 고려하여 조준점을 보정하는 단계가 필요하다. 본 논문에서 제안된 조준점 보정 방식은 함정의 움직임으로 인해 발생하는 함포의 위치와 속도변화를 대함미사일의 위치와 속도변화로 고려하여 처리하는 방식이다. 조준점을 구할 때에 사용되는 함포의 사표는 함포가 움직이지 않는 정적인 상태를 기준으로 작성된 사표를 사용한다고 가정하였고, 이를 수치적분기반의 기울기 법으로 구현하였다. 본 논문에서는 함정의 움직임을 고려한 조준점 보정방법을 제안하고, 함포의 발사시점에서의 함정의 움직임을 고려하기 위한 함정자세추정필터를 구성하였다. 조준점 보정 전 후의 요격성능 비교는 6자유도 시뮬레이션을 통해 수행하였다. 결과적으로 제안된 방법은 함포를 예측된 요격지점을 향해 지속적으로 조준할 수 있음과 동시에 함정의 흔들림 속에서도 함포의 조준 오차를 상당량 줄일 수 있다는 특징이 있다.
#조준점 보정 알고리듬 #대함미사일 #대공방어체계 #함정자세추정필터 #함정 6자유도 시뮬레이션

목차

목 차
초 록 i
ABSTRACT ii
목 차 iii
표 목차 v
그림 목차 vi
1. 서론 1
1.1 대공방어 체계 순서도 1
1.2 전체 알고리듬 구성도 3
1.3 연구개요 4
1.4 기술 현황 분석 6
2. 함정모델링 7
2.1 조파력 모델링 7
2.2 함정 모델링 12
2.3 함정자세추정필터 25
2.4 조준점 알고리듬 35
2.5 함정의 움직임에 따른 함포의 선형 움직임 39
3. 함정 거동 전이 41
4. 시뮬레이션 42
4.1 조준점 알고리듬 검증 시뮬레이션 42
4.2 조준점 산출 위치에 따른 사격제원 변화 45
4.3 통합 시뮬레이션 결과 ? 함정의 기동이 없을 경우 50
4.4 통합 시뮬레이션 결과 ? 함정의 기동이 있는 경우 52
4.5 몬테카를로 시뮬레이션 54
5. 결론 58
6. 참고문헌 60
표 목차
표 1 Beaufort scale에 따른 파도 스펙트럼 파라미터[3] 8
표 2 시뮬레이션 초기조건 1 42
표 3 조준점 계산 결과 43
표 4 시뮬레이션 초기조건 2 47
표 5 시뮬레이션 초기조건 3 50
표 6 시뮬레이션 초기조건 4 52
표 7 몬테카를로 시뮬레이션에 사용된 불확실성 요소정보 55
그림 목차
그림 1 대공방어 체계 순서도 1
그림 2 전체 알고리듬 구성도 3
그림 4 Bretschneider 파도 스펙트럼 11
그림 5 파도 스펙트럼 확산모델[3] 11
그림 6 함정의 좌표계 12
그림 7 RAO(Response Amplitude Operator) 13
그림 8 함정의 6자유도 운동방정식 구성 14
그림 9 X-Y평면상의 위치 그래프 17
그림 10 xyz축 상의 움직임 변화 18
그림 11 NED축 상의 속도 변화 18
그림 12 함정 자세 변화 19
그림 13 xy평면상에서의 함정 위치 20
그림 14 xyz축 상에서 함정의 위치변화 21
그림 15 NED축 상에서의 함정 속도변화 21
그림 16 함정의 자세변화 22
그림 17 함정 자세 시뮬레이션 결과 23
그림 18 함정 위치 시뮬레이션 결과 24
그림 19 함정자세추정필터 구성도 26
그림 20 롤 축 추정에러 29
그림 21 피치 축 추정에러 30
그림 22 요 축 추정에러 30
그림 23 롤각 미래거동예측오차-함정기동제외 31
그림 24 피치각 미래거동예측오차-함정기동제외 32
그림 25 요각 미래거동예측오차-함정기동제외 32
그림 26 롤각 미래거동예측오차-함정기동포함 33
그림 27 피치각 미래거동예측오차-함정기동포함 33
그림 28 요각 미래거동예측오차-함정기동포함 34
그림 29 사격제원 계산순서 35
그림 30 고각의 기울기 기하 36
그림 31 표적에 대한 함포의 위치오차 37
그림 32 편각의 기울기 기하 38
그림 33 기준좌표계 및 함정좌표계 설정 39
그림 34 함정 거동 전이 원리 기하 41
그림 35 조준점 알고리듬 시뮬레이션 결과 43
그림 36 고각 보정 44
그림 37 편각 보정 44
그림 38 현재위치정보를 이용한 조준점 계산 45
그림 39 요격시점에서의 위치정보를 이용한 조준점 계산 46
그림 40 현재상태변수로 구한 조준점 변화 48
그림 41 예측된 미래변수로 구한 조준점 변화 49
그림 42 함정기동이 없을 경우 함정자세추정필터로 추정한 자세각 51
그림 43 함정기동이 없을 경우 조준점 보상 전과 후의 비행궤적비교 51
그림 44 함정기동이 있을 경우 함정자세추정필터로 추정한 자세각 53
그림 45 함정기동이 있을 경우 조준점 보상 전과 후의 비행궤적비교 53
그림 46 샘플 수에 따른 표준편차와 RMS 신뢰도[4] 54
그림 47 몬테카를로 시뮬레이션 수행 결과-추력제외 56
그림 48 몬테카를로 시뮬레이션 수행 결과-추력포함 57

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