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노희건,오영재,탁민제,권기정,권혁훈 한국항공우주학회 2020 International Journal of Aeronautical and Space Sc Vol.21 No.2
In this paper, an L1 penalized sequential convex programming (LPSCP) method for trajectory optimization is proposed. Sequential convex methods dramatically reduce computation time for nonlinear trajectory optimizations, based on the desirable properties of convex optimization algorithms. Due to its fast convergence speed, the sequential convex method is considered as a near-future candidate for real-time optimal online guidance. However, the generic sequential convex method seldom suffers from poor robustness to crude the initial trajectory estimates and constraint perturbations, which limits its application to real-world systems. Suggested LPSCP method resolves the robustness issue of generic sequential convex methods, by addressing the convex subproblem infeasibility. While improving its robustness, proposed LPSCP method maintains its fast convergence property. Consequently, LPSCP method enhances overall versatility of sequential convex method for trajectory optimization, which includes ameliorated robustness toward initial trajectory estimates, and improved stability to state and constraint perturbations. Throughout the paper, details of LPSCP method are outlined along with an application example to missile trajectory optimization problems. Desirable properties of LPSCP method are demonstrated through several simulated examples. Optimized trajectories are compared with results from the pseudospectral method. Numerical simulation and Monte Carlo analysis show that LPSCP method accelerates optimization process dramatically (−98.2% on average) while producing the same optimal trajectory.
혼합정수선형계획법을 이용한 다수 이종 근접 방어 시스템의 최적 무장 할당
노희건(Heekun Roh),오영재(Young-Jae Oh),탁민제(Min-Jea Tahk),정영란(Young-Ran Jung) 한국항공우주학회 2019 韓國航空宇宙學會誌 Vol.47 No.11
본 논문에서는 다수 이종 근접 방어 시스템(Closed-In Weapon System, CIWS)의 최적 무장 할당문제를 제시하고, 이를 혼합정수선형계획법(Mixed Integer Linear Programming, MILP)으로 변형해 해결하는 기법을 제안한다. 일반적인 무장 할당 문제의 경우 다양한 경우의 수를 고려해야하기 때문에 계산 시간이 기하급수적으로 증가하는 경우가 잦다. 하지만 주어진 문제를 MILP와 같은 혼합 정수 최적화 문제로 변형하면 준실시간 내에 전역 최적해를 찾을 수 있다. 본 논문에서는 다수 위협이 각각 다른 시점에 다른 방향에서 방어 자산을 공격하는 상황을 고려한다. 또한, 제원이 다른 다수 CIWS를 동시 운용하는 경우를 추가로 고려한다. 본 논문에서는 이와 같은 문제 상황을 비선형 혼합정수계획 문제로 정식화하고, 이를 MILP로 변형하는 기법을 제시하였다. 또한, 이를 상용 최적화 프로그램으로 구현해 최적화 성능을 검증하였다. In this paper, a Mixed Integer Linear Programming(MILP) approach for solving optimal Weapon-Target Assignment(WTA) problem of multiple dissimilar Closed-In Weapon Systems (CIWS) is proposed. Generally, WTA problems are formulated in nonlinear mixed integer optimization form, which often requires impractical exhaustive search to optimize. However, transforming the problem into a structured MILP problem enables global optimization with an acceptable computational load. The problem of interest considers defense against several threats approaching the asset from various directions, with different time of arrival. Moreover, we consider multiple dissimilar CIWSs defending the asset. We derive a MILP form of the given nonlinear WTA problem. The formulated MILP problem is implemented with a commercial optimizer, and the optimization result is proposed.
생물학적 위험 구역의 공기 중 미생물 포집 및 모니터링을 위한 캔위성 플랫폼 Flying BioLab의 개발
김규광,김형근,노희건,최한림 한국항공우주학회 2014 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.11
탄저균 등의 생물학 병기의 사용, 또는 전염병 발생 등으로 인한 생물학적 위험구역의 오염 상태는 상당히 오래 유지된다. 이 오염 지역이 다시 사용 가능한지 확인하는 다양한 방법이 존재하지만, 직접 사람이 들어가 확인하는데는 감염의 위험이 따른다. 본 연구에서는 인공위성 모사 시스템인 캔위성을 활용해 목표 지역에 착지한 캔위성이 공기 내 존재하는 박테리아를 포집 및 배양 상태를 모니터링 하여 세균의 존재 여부를 사람의 접근 없이도 확인하고 추가적인 검사와 연계되는 시스템을 제안하였다. 또한 표준 규격과 상용 부품이 없는 국내 캔위성 시장에 사용될 수 있도록 OpenSource 하드웨어 형태의 기본 캔위성 플랫폼을 제작 및 검증하였다. Area contaminated by biological weapons or epidemic diseases are hazardous for a long period of time. Hence, it is risky to check manually whether these areas are fully sterilized. In this research, we developed a CanSat system which mimics the real satellite on the ground. The cansat can capture and monitor the target bacteria without manual approach to the hazardous area. Also, we proposed candidate of standard CanSat platform based on OpenSoruce hardware which can be introduced to domestic CanSat markets.
Guidance Law for Agile Turn of Air-to-Air Missile During Boost Phase
한승엽,배지훈,홍성민,노희건,탁민제,윤중섭,박상혁 한국항공우주학회 2017 International Journal of Aeronautical and Space Sc Vol.18 No.4
This paper proposes the guidance laws for an agile turn of air-to-air missiles during the initial boost phase. Optimal solution for the agile turn is obtained based on the optimal control theory with a simplified missile dynamic model. Angle-of-attack command generating methods for completion of agile turn are then proposed from the optimal solution. Collision triangle condition for non-maneuvering target is reviewed and implemented for update of terminal condition for the agile turn. The performance of the proposed method is compared with an existing homing guidance law and the minimum-time optimal solution through simulations under various initial engagement scenarios. Simulation results verify that transition to homing phase after boost phase with the proposed method is more effective than direct usage of the homing guidance law.