• 한국항공우주학회지
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• 제41권2호
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• pp.107-119
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• 2013

네 개의 반작용휠과 두 개의 제어모멘트자이로를 이용하여 2축 고기동을 포함한 3축 자세제어방법을 연구하였다. 두 개의 제어모멘트자이로 때문에 발생하는 특이점에 대해 살펴보고 특이점을 탈출하는 방법을 제안하였다. 이 결과를 토대로 고기동을 위한 구동기 제어방법을 제안하였다. 아울러 자세제어 전후의 반작용휠과 제어모멘트자이로의 모멘텀이 유지되도록 하는 구동기 모멘텀 관리방법도 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 설계된 제어기법이 위성의 3축 제어 및 2축에 대한 고기동을 달성하며 구동기의 모멘텀도 보전하는 것을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제4권4호
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• pp.37-43
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• 2010

Need for agile satellites increases for performing various mission due to increase of satellite image applications and users. This paper performs attitude maneuver analysis by using Satellite Tool Kit(STK) made by AGI. In order to automate the STK analysis process, a MATLAB program is developed to generate STK input data and to process STK output data. Five attitude maneuver modes are analyzed and attitude angle variation and required torques are calculated.

• 항공우주기술
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• 제13권2호
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• pp.18-28
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• 2014

네 개의 반작용휠이 장착된 위성에 두 개의 우주검증용 제어모멘트자이로가 탑재되었다고 가정하고, 이들을 이용한 위성 고기동 방법에 대해서 연구해 보았다. 토크가 큰 제어모멘트자이로를 먼저 사용하여 위성의 자세오차를 줄인 후에, 반작용휠을 통해 나머지 자세오차를 제어하는 방법을 제안하였다. 본 방법을 사용할 경우, 제어모멘트자이로에서 발생하는 특이점 문제를 회피할 수 있으며, 토크 명령 계산시 김벌각 정보가 필요 없다는 장점이 있다. 또한 시뮬레이션을 통해, 본 방법이 기존에 연구된 방법들에 비해 위성의 기동성능에는 큰 차이가 없으며, 필요한 반작용휠의 모멘텀도 크게 줄어드는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권9호
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• pp.806-813
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• 2016

위성의 자세제어 및 기동을 위해서는 네 개의 반작용휠을 피라미드 형태로 배치하여 사용하는 것이 일반적이다. 하지만 위성의 관성모멘트가 크거나 사용할 수 있는 반작용휠의 용량이 작은 경우에는 다섯 개의 반작용휠을 사용하는 것을 생각해볼 수 있다. 이 경우, 반작용휠 배치부터 운용방법까지 여러 가지 문제를 다시 고려해야 한다. 능동합성개구레이더 위성은 관측 각도 변화를 위해서 롤축 방향으로 빠른 기동이 요구된다. 본 논문에서는 합성개구레이더 위성의 롤축 방향 기동성능 향상을 위하여 다섯 개의 반작용휠을 배치하는 경우, 이를 운용하는 방법을 연구해본다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제8권2호
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• pp.37-43
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• 2007

Coordination of multiple UAVs is an essential technology for various applications in robotics, automation, and artificial intelligence. In general, it includes 1) waypoints assignment and 2) trajectory generation. In this paper, we propose a new method for this problem. First, we modify the concept of the standard visibility graph to greatly improve the optimality of the generated trajectories and reduce the computational complexity. Second, we propose an efficient stochastic approach using simulated annealing that assigns waypoints to each UAV from the constructed visibility graph. Third, we describe a method to detect collision between two UAVs. FinallY, we suggest an efficient method of controlling the velocity of UAVs using A* algorithm in order to avoid inter-UAV collision. We present simulation results from various environments that verify the effectiveness of our approach.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.53-59
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• 2006

위성 영상 활용 분야의 확대 및 사용자 증가에 따라 다양한 형태의 임무를 수행할 수 있는 위성이 요구되고 있다. 대부분의 고해상도 위성은 신호대 잡음비를 향상시키기 위하여 TDI (time delay and integration) 기법을 사용하지만 위성 기동에 의해 위성 영상의 품질 저하가 발생될 수 있다. 본 논문에서는 고해상도 위성이 기동성을 이용하여 지상 관측을 수행하는데 있어서 필요한 위성 자세 관련 요구사항을 도출하고 지상 관측을 수행하기 위한 위성 운영 방안을 제시하는 것을 내용으로 한다. 본 논문에서 제시한 내용은 시스템 수준의 개념 설계 및 분석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제18권4호
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• pp.709-718
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• 2017

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.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권9호
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• pp.1695-1705
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• 2005

Reaction wheels and thrusters are commonly used for the satellite attitude control. Since satellites frequently need fast maneuvers, the minimum time maneuvers have been extensively studied. When the speed of attitude maneuver is restricted due to the wheel torque capacity of low level, the combinational use of wheel and thruster is considered. In this paper, minimum time optimal control performances with reaction wheels and thrusters are studied. We first identify the features of the maneuvers of the satellite with reaction wheels only. It is shown that the time-optimal maneuver for the satellite with four reaction wheels in a pyramid configuration occurs on the fashion of single axis rotation. Pseudo control logic for reaction wheels is successfully adopted for smooth and chattering-free time-optimal maneuvers. Secondly, two different thrusting logics for satellite time-optimal attitude maneuver are compared with each other: constant time-sharing thrusting logic and varying time-sharing thrusting logic. The newly suggested varying time-sharing thrusting logic is found to reduce the maneuvering time dramatically. Finally, the hybrid control with reaction wheels and thrusters are considered. The simulation results show that the simultaneous actuation of reaction wheels and thrusters with varying time-sharing logic reduces the maneuvering time enormously. Spacecraft model is Korea Multi-Purpose Satellite (KOMPSAT)-2 which is being developed in Korea as an agile maneuvering satellite.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권6호
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• pp.543-552
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• 2011

가장 효과적인 모멘텀 교환장치인 CMG(Control Moment Gyro)는 고기동성이 요구되는 위성에 필수적이다. 본 논문에서는 고기동성이 요구되는 소형 인공위성을 위한 Single-Gimbal CMG(SGCMG)에 대한 하드웨어 개발에 필요한 동역학식을 정리하였으며 이를 사용하여 CMG 설계에 필요한 요구사항이 도출되었다. 또한 도출된 요구사항에 따라 출력토크가 1.2Nm인 소형 CMG 성능검증 모델이 제작되었으며, 에러분석 및 성능시험이 수행되었다. 최대 출력토크, 김벌 과도응답특성, 최소 출력토크, 출력토크오차, 김벌 각속도 오차 등을 성능시험 항목으로 선정하어 실험 측정하였고, 시험 결과를 통해 설계 결과를 검증하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제7권2호
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• pp.14-25
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• 2006

This paper is focused on designing an implementable control law to perform spacecraft various missions using momentum exchange devices such as reaction wheels(RWs) and control moment gyros(CMGs). A compact equation of motion of a spacecraft installed with various momentum exchange devices is derived in this paper. A hybrid control law is proposed for precision attitude control of agile spacecraft. The control law proposed in this paper allocates control torque to the CMGs and the RWs adequately to satisfy the precision attitude control and large angle maneuver simultaneously. The saturation problem of reaction wheels and the singularity problem of control moment gyros are considered. The problems are successfully resolved by using the proposed hybrid closed loop control law. Finally, the proposed hybrid control law is demonstrated by numerical simulations.