• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.128-135
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• 2010

본 연구에서는 LabVIEW를 활용한 임베디드 태양추적장치가 개발되었다. 이 시스템은 LabVIEW로 작성된 소프트웨어, CompactRIO, C-계열의 모션 인터페이스 모듈, 아날로그 수집 모듈(DAQ:Data Acquisition), 스텝 드라이브, 스텝 모터, 피드백디바이스 그리고 기타 부품들로 구성되어져 있다. CompactRIO는 내부에 리얼타임 프로세서를 내장하고 있으며 이는 태양추적장치가 외부 제어없이도 자동으로 작동이 가능하게 한다. 태양 추적장치의 정확도를 높이기 위하여 천문학적인 방법과 광학적인 방법을 통합하여 개발하였다. 광학적인 방법에서는 피드백디바이스가 사용되었는데 4개의 CdS를 사용하여 지속적으로 피드백 신호를 컨트롤러로 공급하여 문제 발생시에도 태양을 지속적으로 추적한다. 태양의 고도 및 방위각의 데이터베이스는 미국의 Naval Observatory의 데이터와 비교하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제1권1호
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• pp.19-30
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• 1997

인공위성 추적 안테나 제어 시스템은 로테이터에 해당하는 DC 서보모터에 의해 안테나의 방위각 및 앙각을 제어함으로써 인공위성의 현재 위치를 추적하고자 하는 시스템이다. 한편 제어 시스템의 설계를 위한 위성추적 시스템의 선형모델은 일반적인 DC 서보모터의 위치 제어 시스템과는 달리 바람에 의한 토오크 외란과 베어링 및 공기역학적 마찰로 인한 전달함수의 파라메타 변동이 존재하므로 이러한 시스템의 불확실성에도 불구하고 만족스러운 명령추종성를 가지는 강인한 제어 시스템의 설계가 요구된다. 본 연구에서는 유전 알고리즘을 사용하여 복잡한 최적화의 과정없이 가중치 함수와 설계 파라메타 ${\gamma}$를 동시에 최적화함으로써 시스템의 파라메타 변동에 대한 강인한 안정성과 기준모델에 따른 최적의 명령추종성을 가지는 위성추적 안테나 $H{\infty}$ 제어 시스템을 설계한다. 이를 위해 강인한 안정성을 가지는 해집단내에서 기준모델의 출력을 최적으로 추종하도록 유전 알고리즘을 사용하여 적절히 주어진 가중치 함수의 게인 및 동특성 파라메타와 설계 파라메타 ${\gamma}$를 동시에 최적화한다. 끝으로 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 설계된 위성추적 안테나 $H{\infty}$ 제어 시스템의 유용성을 확인한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.75-82
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• 2019

유선통신의 사용이 제한되는 상황에서의 통신방법으로 널리 활용되는 위성통신(SATCOM)은 정지궤도위성을 사용하여 통신하기 때문에, 우주 공간의 크게 변하지 않는 한 지점으로 통신용 안테나를 지향시킴으로써 통신할 수 있다. 지상에 설치되어 움직이지 않는 안테나를 위성에 지향시키기 위해서는 안테나가 위치한 위도, 경도, 고도에서 앙각, 방위각과 같은 위성지향각도를 아는 것이 중요하다. 더욱이 비행기와 같이 움직이는 물체위에 탑재된 안테나를 이용하여 위성을 지향 할 경우 지향각도의 계산은 필수적이다. 본 연구는 정지궤도 위성을 지향하기 위해 필요한 안테나 앙각과 방위각의 계산방법을 제시하고 그 방법에 따라서 한반도 지표상의 위경도에 따라서 어떤 지향각도가 요구되는지 시뮬레이션을 수행하였다. 그리고 시뮬레이션 결과를 검증하기 위하여 모노펄스 신호(Monopulse Signal)를 이용하여 위성을 지향하는 위성통신 안테나를 비행기에 탑재하여 안테나의 위치에 따라서 지향각도가 어떻게 변하는지 실험적으로 확인하였다. 이 결과를 시뮬레이션과 비교해 봄으로써 위성통신 안테나의 지향에 필요한 앙각과 방위각의 시뮬레이션의 정확도를 확인하였고, 추가적으로 필요한 안테나 편파각의 계산에 대한 방향을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권7호
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• pp.2334-2340
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• 2010

Michalsky의 방위각, 고도각, 일출/일몰시각에 대한 태양위치 계산은 국립천문대의 태양위치 정보와 비교했을 때, 최대 각각 $1.5^{\circ}$, $0.88^{\circ}$, 2분 이내의 오차로서 비교적 정확하였다. 현재 시각과 설치위치(경도, 위도)에 대하여 BLDC 모터-실린더를 구동하여 홀센서 위치 피드백으로 Michalsky의 계산식의 태양의 고도각과 방위각을 제어하는 양축 태양광 추적장치를 개발하였다. BLDC 모터의 사용으로 유지보수가 우수하며, 홀센서로 위치피드백으로 모터의 정밀한 위치결정제어가 가능하며, 또한 원점복귀기능으로 누적 오차를 최소화한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.132-137
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• 2003

연안을 항해하는 소형선박에 탑재하여 위성방송을 수신할 수 있는 Az(Azimuth: 방위각) 1축 마운트의 추적시스템을 구현하여 추적성능을 분석하였다. 소형선박용 위성방송 수신시스템은 소형, 경량, 단순조작, 저가형으로 실현되어야 하기 때문에 1축 Az 마운트가 적합하다. 안테나는 패치어레이의 평판형을 사용하였고 마운트는 스텝모터로 구동되도록 설계하였다. 알고리즘은 위성의 포인트를 추적을 위한 스텝트랙과 선박의 동요성분을 역으로 보상하는 동요보정이 병행되도록 작성하였다. 동요성분을 검출하기 위하여 자이로형 각속도센서를 활용하였고, 비교기, ADC 둥의 인터페이스회로와 마이크로프로세서를 사용하여 시스템을 구현하였다. 연안여객선에 시제품을 탑재하여 선회 및 동요의 정도에 따른 수신입력 레벨의 변동을 그래프로 기록하여 추적 성능을 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권6호
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• pp.1130-1137
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• 2003

연안을 항해하는 소형선박에 탑재하여 위성방송을 수신할 수 있는 Az(Azimuth: 방위각 ) 1축 마운트의 추적시스템을 구현하여 추적성능을 분석하였다. 소형선박용 위성방송 수신시스템은 소형, 경량, 단순조작, 저가형으로 실현되어야 하기 때문에 l축 Ak 마운트가 적합하다. 안테나는 패치어레이의 평판형을 사용하였고 마운트는 스텝모터로 구동되도록 설계하였다. 알고리즘은 위성의 포인트를 추적을 위한 스텝트랙과 선박의 동요성분을 역으로 보상하는 동요보정이 병행되도록 작성하였다. 동요성분을 검출하기 위하여 자이로형 각 속도센서를 활용하였고, 비교기, ADC 등의 인터페이스회로와 마이크로프로세서를 사용하여 시스템을 구현하였다. 연안여객선에 시제품을 탑재하여 선회 및 동요의 정도에 따른 수신입력 레벨의 변동을 그래프로 기록하여 추적 성능을 분석하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권12호
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• pp.1826-1834
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• 2021

본 논문에서는 지상의 광학 관측 시스템에서 미지 우주물체를 짧은 주기로 촬영할 때의 연속 추적 가능성을 확인해 본다. 저궤도영역으로 한정된 대상 표적에 대해 모의 관측 데이터를 생성하였고, 표적특성을 고려하여 예측 오차의 성능지수를 설정하였다. 칼만 필터를 이용하여 표적의 다음 위치를 예측하였고, 등속도/등가속도 표적 기동 모델이 미지 우주물체의 방위각/고도각 두 축에 적용되었다. 몬테카를로 시뮬레이션을 수행한 결과, 최대 비선형구간의 최대 오차 비율이 2% 미만으로 나타나 연속적인 추적을 보장할 수 있다고 판단할 수 있었다. 등가속도 모델이 케이스별 예측 오차값의 변화가 적어서, 미지 우주물체의 추적에 더 적합하였다. 이러한 분석은 광학 관측을 이용한 미지 우주물체 궤도 결정의 기초를 제공할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.3873-3879
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• 2010

서비스 로봇은 사람이 생활하는 환경에서 동작한다. 이런 환경에서는 일반적인 휠베이스 모빌러티(Mobility) 방식의 이동로봇은 동적인 장애물과 정적인 장애물에 둘러싸여 있으므로 로봇의 움직임에 있어 자유로운 주행에 제약을 받게 된다. 이것은 소위 비홀로노믹(Non-Holonomic) 시스템 특성으로 주행 중인 이동로봇은 장애물을 만나면 별도의 조향장치를 사용하거나 차동 휠 구조 로봇의 회전 과정을 수행한 후 이동하고자 하는 방향으로 진행할 수 있다. 이런 장애물을 신속하게 회피하려면 홀로노믹(Holonomic) 시스템 특성이 필요하다. 홀로노믹 시스템은 별다른 회전과정 없이 단순히 좌우로 이동만 하면 된다. 이러한 특성으로 민첩하게 주행할 수 있고 좁은 공간에서 비홀로노믹 로봇보다 효율적이고 자유로운 주행이 가능하다. 그러므로 본 논문에서는 세 개의 옴니휠(Omni-wheels)을 사용한 홀로노믹 이동로봇 시스템을 개발한다. 세 개의 옴니휠을 사용한 이동로봇의 동역학과 모터 비선형 운동방정식을 고려한 정밀한 비선형 동역학 모델을 유도하여 제시한다. 유도된 식을 통해 각각의 모터 속도를 계산하고. 기본 속도제어기로는 PID방식을 사용한다. 그런데, 옴니휠을 이용한 홀로노믹 이동로봇의 추적제어는 정확한 방위각 센싱 데이터와 기준값(Reference Value)을 필요로 한다. 방위각 센싱은 부정확성과 불확실성(Uncertainty)을 갖는다. 부정확성은 센서 시스템의 노이즈와 얼라이어싱(Aliasing)으로 인하여 발생하고, 불확실성은 모바일 로봇의 왜란(Disturbance)과 미끄러짐(Slip)으로 발생한다. 본 논문에서는 퍼지 논리 추론에 의한 퍼지 방위각 추정기(Estimator)를 개발하여 방위각 제어의 새로운 개념을 제시한다. 끝으로, 퍼지 방위각 추정을 이용한 세 개의 전 방향 바퀴 구조의 이동로봇이 실시간으로 제어되는 실험을 통하여 이동로봇 시스템의 성능을 분석한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제41권4호
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• pp.189-194
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• 2017

이동형해상감시레이더는 해안을 따라 이동하며, 해역을 감시하는 기능을 수행한다. 초기 레이더의 방향은 차량의 선수방향으로 정렬되어 있기 때문에 전개지 이동 후 신속하게 표적의 방위각을 획득하기 위해서는 변경된 차량의 선수방향을 아는 것이 중요하다. 차량의 선수방위각은 자이로 컴퍼스, GPS 컴퍼스 혹은 전자 컴퍼스로 획득할 수 있다. 그 중에서 전자 컴퍼스는 가격이 저렴할 뿐만 아니라, 부피가 작고, 안정화 시간이 짧아서 빠른 기동성을 요구하는 이동형해상감시레이더에 적합하다. 하지만, 지자계 센서를 사용하다보니 주변 자장의 영향으로 오차가 발생될 수 있으며, 발생된 오차는 초기 위성의 자동추적을 어렵게 하고, 레이더의 탐지정확도를 떨어뜨린다. 따라서 본 논문에서는 이동형해상감시레이더 및 정지 위성간의 두 위치좌표로부터 측지학적 역 문제 해석을 통해 기준 방위각을 산출하고 이를 위성 안테나가 실제 지향한 방위각과 비교 산출하여 얻어진 보정값을 레이더에 반영하는 자동보정절차를 제안하고 제안된 방법을 실제 운용 중인 이동형해상감시레이더에 적용함으로써 운용가능성 및 편리성을 검증하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권3호
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• pp.369-375
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• 2017

One of good DF(Direction Finding) methods is based on TDOA(Time Difference of Arrival) estimation when finding underwater moving target. For small DF error, high time resolution A/D(Analog-to-digital) conversion board and long baseline are needed. But the result of sea trial about close-range and high speed moving target, spatial correlation coefficient and appeared poor properties below 0.3 when hydrophone arrangement are separated over 6 ${\lambda}$ because of underwater fading channel. And we also find out that the distance between hydrophone should be under 4 ${\lambda}$ apart to take advantage of spatial correlation coefficient gain and performance of DF in underwater moving channel environments.