IP1ST

사업화 유망기술

(첨단 모빌리티) 모멘텀 교환장치의 각속도 역전현상 방지 및 토크분배성능 최적화를 위한 제어 장치

모멘텀 교환장치의 각속도 역전현상 방지 및 토크분배성능 최적화를 위한 제어 장치

토크분배성능 최적화를 위한 제어 장치

보유기관 : 한국항공우주연구원 거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

제어 대상에 대한 높은 수준의 자세 제어와 토크 분배 성능의 최적화 및 회전 각속도 역적 현상 방지를 돕는 모델 예측 제어 기반의 제어장치에 관한 방법 및 기술

기술소개서 추가기술정보 시장자료 특허구매 서식

특허정보

특허명	특허번호	특허명세서
모멘텀 교환 장치의 각속도 역전 현상 방지 및 토크 분배 성능 최적화를 위한 제어 방법과 그 제어 장치	10-2324035

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계

TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립

TRL03

연구실 규모의
성능 검증

연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
모델링/설계기술 확보

TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
실용화를 위한 핵심요소기술 확보

TRL05

시제품 제작/
성능평가

개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발

TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
시작품 성능평가

TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

시작품의 신뢰성 평가
실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계

TRL08

시작품 인증/
표준화

일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
- 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등

TRL09

사업화

본격적인 양산 및 사업화 단계

기존기술 한계

기존 기술 : 반작용 휠은 마찰력의 영향을 받아 고속으로 회전하고 있을 때는 선형성을 가지지만, 저속 구간에서는 비선형성을 갖으며, 반작용 휠의 각속도가 역전하면 비선형과 불연속성이 매우 두드러지게 나타나 자세 제어 성능에 영향을 줌
이러한 반작용 휠의 회전 각속도 역전 현상이 자주 발생하게 될 경우, 구동기의 수명에 직접적인 영향을 주며 제어 대상의 임무 수행에 차질이 발생할 수 있음

개발기술 특성

(효율성 개선) 별도로 존재하는 제1, 제2제어기를 하나의제어기로 통합하여 설계 구조를 단순화하고 더 높은 성능을 가지도록 설계하여 개발 및 검증의 효율성을 높임
(높은 정밀도) 토크 커맨드에 따라 가능한 최대의 토크를 출력할 수 있도록 제어 대상의 자세 제어를 높은 정밀도로구현 할 수 있음

기술활용 분야

[항공우주 분야] 인공위성, 항공기
군사용 드론, 산업용 드론 무인항공기

[Spin Off 분야] 첨단 모빌리티
도심 항공 모빌리티

기술구현

제어대상에 구비된 구동기로서 반작용 휠을 구동 제어하는 제어장치
1) 통합제어기: 입력되는 제어 커멘트에 따라 제어 대상을 자세 제어하고, 제어 대상에 구비된 구동기(반작용휠)를 통해 구동 제어를 수행함
2) 데이터베이스: 위성모델, 구동기(반작용휠) 모델 및 각종 제약 조건을 저장하며, 모델DB와 제약 조건DB로 이루어짐

시장동향

세계 항공전자시스템 시장
비행 자세제어 기술은 UAM의 실현을 위해 우주·항공 분야 또는 첨단 모빌리티 분야에 있어서 관련 중소기업의 경쟁력 확보가 가능함
세계 항공전자 시스템 시장은 2020년 19.344백만 달러에서 연평균 성장률 6.8%로 성장하여 2026년 28.706백만 달러에 이를 것으로 전망됨