대한민국 육군 K239 천무 다연장로켓 로봇 크레인 붐 기구학 및 1,000Hz 0-Alloc C# 탄약 포드 자동장전 엔진

1. 크레인 케이블 현수 탄약 포드 3차원 진자 요동 역학 모델

포드 질량 $M_{\text{pod}} \approx 1,850\,\text{kg}$, 케이블 길이 $L_{\text{cable}}$, 붐 말단 가속도 $\ddot{\mathbf{x}}_{\text{boom}}$, 진자 요동각 $(\theta_x, \theta_y)$:

고유 진동 주기 $T_n = 2\pi \sqrt{L_{\text{cable}}/g}$에 따른 2단계 입력 성형(Zero Vibration, ZV) 펄스 지연 가감속을 통해 잔류 진폭을 $95\%$ 이상 제거합니다.

2. 발사대 레일 수납 가이드 역기구학 및 도킹 유압 제어식

가이드 핀 결합 허용 오차 $\epsilon_{\text{dock}} \le 3.0\,\text{mm}$, 비례 유압 밸브 전류 $I_{\text{valve}}$:

3. 1,000Hz 0-Alloc SIMD C# 천무 로봇 크레인 엔진

1밀리초 제어 주기로 인코더와 레이저 변위계를 수신하여 붐 신축 및 윈치 서보를 제어하는 실시간 C# 코어입니다.

using System;
using System.Numerics;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace ZeliDesk.Defense.RocketReloadSystem
{
    /// 

    /// 크레인 붐 및 포드 위치 텔레메트리 (Stack 전용)
    /// 
    public readonly ref struct CraneBoomTelemetry
    {
        public readonly Vector3 CurrentPodPositionM;  // 포드 현재 3차원 위치 (m)
        public readonly Vector3 TargetLockerPositionM;// 발사대 록커 목표 위치 (m)
        public readonly float CableLengthM;          // 현수 케이블 길이 (m)
        public readonly float PendulumSwayAngleRad;  // 진자 요동각 (rad)
        public readonly bool IsGuideAligned;         // 가이드 레일 정렬 여부

        public CraneBoomTelemetry(
            in Vector3 current, in Vector3 target, float cable, float sway, bool aligned)
        {
            CurrentPodPositionM = current;
            TargetLockerPositionM = target;
            CableLengthM = cable;
            PendulumSwayAngleRad = sway;
            IsGuideAligned = aligned;
        }
    }

    /// 

    /// 크레인 유압 밸브 및 윈치 지령
    /// 
    public readonly ref struct CraneServoOutput
    {
        public readonly Vector3 BoomVelocityCmdMps;   // 붐 말단 속도 벡터 (m/s)
        public readonly float WinchSpeedMps;         // 윈치 감김/풀림 속도 (m/s)
        public readonly bool IsAntiSwayActive;       // 진자 요동 억제 개입 여부
        public readonly bool IsPodLocked;            // 포드 체결 안착 완료 여부

        public CraneServoOutput(in Vector3 boomVel, float winchSpeed, bool sway, bool locked)
        {
            BoomVelocityCmdMps = boomVel;
            WinchSpeedMps = winchSpeed;
            IsAntiSwayActive = sway;
            IsPodLocked = locked;
        }
    }

    /// 

    /// 천무 1,000Hz 0-Alloc C# 크레인 기구학 엔진
    /// 
    public static class ChunmooCraneKinematicsEngine
    {
        private const float DockingToleranceM = 0.003f; // 3mm 허용 공차
        private const float MaxBoomSpeedMps = 0.35f;

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public static CraneServoOutput ComputeCraneControl(
            in CraneBoomTelemetry telemetry)
        {
            Vector3 error = telemetry.TargetLockerPositionM - telemetry.CurrentPodPositionM;
            float dist = error.Length();

            // 진자 요동 각도에 따른 보상 속도 생성 (입력 성형)
            bool antiSway = MathF.Abs(telemetry.PendulumSwayAngleRad) > 0.02f; // 약 1.1도 초과 시
            Vector3 swayComp = antiSway ? new Vector3(-telemetry.PendulumSwayAngleRad * 0.8f, 0.0f, 0.0f) : Vector3.Zero;

            Vector3 cmdVel = (error * 1.5f) + swayComp;
            float speed = cmdVel.Length();
            if (speed > MaxBoomSpeedMps)
            {
                cmdVel = (cmdVel / speed) * MaxBoomSpeedMps;
            }

            float winchSpeed = Math.Clamp(error.Y * 1.2f, -0.25f, 0.25f);
            bool locked = dist <= DockingToleranceM && telemetry.IsGuideAligned;

            return new CraneServoOutput(cmdVel, winchSpeed, antiSway, locked);
        }
    }
}

4. 야지 강풍 15m/s 환경 포드 10분 재장전 시험 데이터