This thesis introduces experiment-based modeling and optimization of a reduced-scale coilgun-type electro-magnetic launcher (EML) using the design of experiments (DOE) technique. Response surface models describing the velocity and kinetic energy of the launched projectile were developed using the Box？Behnken method with design variable transforms, and analysis of variance (ANOVA) was conducted to refine the models by removing statistically insignificant terms. A bi-objective optimization problem with the maximum velocity and maximum kinetic energy as objectives was considered, and a Pareto front was obtained using the generated response surfaces as the proxy of experimental results. Verification tests on the optimal design points were conducted to demonstrate the validity of the developed models. One novel design ？ a hold and release device ？ to improve the velocity of a projectile is proposed. The device mechanically holds the projectile with electromagnetic force when a current flows through the coil and releases it after a preset time. The effectiveness of the proposed designs was validated through experiments.
이 논문은 실험계획법을 사용한, 축소형 코일건 방식 전자기력 발사장치의 실험 기반의 모델링과 최적화를 제시한다. 발사되는 피투사체의 속도와 운동에너지를 표현하는 반응표면 모델이 제시되었다. 이를 위하여 설계변수에 변환함수를 적용하고 박스벤킨법을 사용하였다. 또한 분산분석법이 통계적으로 무의미한 항을 없애고 모델을 더 정확히 하는 데에 사용되었다. 목적함수를 피투사체의 최대속도와 최대 운동에너지로 하는 2가지 목적 최적화 문제를 고려하였고 실험적 결과에 의해서 생성한 반응표면 모델을 사용하여 파레토 프런트를 구하였다. 최적설계점에 대한 검증시험을 수행하여 제시된 모델의 유효성을 보였다. 피투사체의 속도를 증가시키는 방법으로 홀드 앤 릴리즈 장치를 제안하였다. 이 장치는 기계적으로 피투사체를 잡고 있다가 설정된 시간에 놓아줌으로써 피투사체의 속도를 증가시킬 수 있는 장치이다. 제안된 장치에 대한 유효성을 실험적으로 증명하였다.
