• 제목/요약/키워드: Flexible Appendage

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Influence of torsional rigidity of flexible appendages on the dynamics of spacecrafts

  • Chiba, Masakatsu;Magata, Hidetake
    • Coupled systems mechanics
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    • 제8권1호
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    • pp.19-38
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    • 2019
  • The influence of torsional rigidity of hinged flexible appendage on the linear dynamics of flexible spacecrafts with liquid on board was analyzed by considering the spacecraft's main body as a rigid tank, its flexible appendages as two elastically supported elastic beams, and the onboard liquid as an ideal liquid. The meniscus of the liquid free surface due to surface tension was considered. Using the Lagrangian of the spacecraft's main body (rigid tank), onboard liquid, and two beams (flexible appendages) in addition to assuming the system moved symmetrically, the coupled system frequency equations were obtained by applying the Rayleigh-Ritz method. The influence of the torsional rigidity of the flexible appendages on the spacecraft's coupled vibration characteristics was primary focus of investigation. It was found that coupled vibration modes especially that of appendage considerably changed with torsion spring parameter ${\kappa}_t$ of the flexible appendage. In addition, variation of the main body displacement with system parameters was investigated.

Dynamics and control of a large spacecraft with flexible appendages in gravitational field

  • Nohmi, Masahiro;Uchiyama, Masaru
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1995년도 Proceedings of the Korea Automation Control Conference, 10th (KACC); Seoul, Korea; 23-25 Oct. 1995
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    • pp.368-371
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    • 1995
  • This paper describes dynamic analysis and attitude control of a large spacecraft with flexible appendages in gravitational field. The effect of attitude control and vibration control of flexible appendages in gravitational field has been clarified. We demonstrate some simulations in gravitational field for some cases, and suggest the effects of gravitational torque, parameters of flexible appendages, attitude control and vibration control of flexible appendages.

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OUTPUT FEEDBACK SLEWING CONTROL OF FLEWIBLE SPACECRAFT BY LYAPUNOV STABILITY THEORY

  • Kim, Dae-Sik;Kim, Chun-Hwey;Bang, Hyo-Choong
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제14권2호
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    • pp.367-374
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    • 1997
  • Slewing maneuver and vibration suppression control of flexible spacecraft model by Lyapunov stability theory are considered. The specific model considered in this paper consists of a rigid hub with an elastic appendage attached to the central hub and tip mass. Attitude control to point and stabilize single axis using reaction wheel type device is tested. To control all flexible modes is so critical to designing an active control law. We therefore considered an direct output feeback control design by using Lyapunov stability theory. It is shown that the ouput feedback control law design with proposed configuration gives satisfactory result in slewing performance and vibration suppression control.

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슬라이딩 평면을 이용한 유연우주비행체의 강인 선회제어 (Robust Slewing Control of A Flexible Space Structure using Sliding Surface)

  • 김진형;홍창호;석진영;방효충
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.63-71
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    • 2003
  • 본 논문에서는 유연우주비행체의 강인 선회기동을 위한 슬라이딩 모드 제어기법에 대해 연구하였다. 본 연구에서는 유연우주비행체의 1축 선회기동을 위한 선회목표각, 목표각속도 및 중앙동체와 유연부착물 사이에 작용하는 내부 반력 모멘트를 포함하는 슬라이딩 평면을 설계하였다. Lyapunov 제어기법과 비교한 결과 두 제어기법 모두 공칭 시스템에 대한 명령 추종성을 확인하였으며, 특히 슬라이딩 모드 제어기법의 적용결과 시스템 파라메터의 변동 및 외란의 영향에도 좋은 제어결과를 얻을 수 있음을 확인하였다. 1축 선회제어 결과를 확장하여 임의의 3축 선회기동을 수행할 수 있는 슬라이딩 모드 제어기를 설계하였다. 3축 선회기동 제어를 위해 쿼터니언을 이용하여 비행체의 자세를 결정하였고, 3개의 축 각각에 대해 설계된 슬라이딩 평면으로부터 선회기동시 발생하는 각 축간의 커플링 효과를 고려하여 제어기를 설계하였다. 설계된 제어기는 효과적인 3축 선회기동을 수행할 수 있음을 수치 시뮬레이션을 통해 보여주고 있다.

위성체 유연 보 구조물의 열 안정성 해석 (Thermal Stability Analysis of Flexible Beam Spacecraft Appendage)

  • 윤일성;송오섭
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.399-406
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    • 2001
  • Thermally induced vibration response of composite thin walled beams is investigated. The thin-walled beam model incorporates a number of nonclassical effects of transverse shear, primary and secondary warping, rotary inertia and anisotropy of constituent materials. Thermally induced vibration response characteristics of a composite thin walled beam exhibiting the circumferentially uniform system(CUS) configuration are exploited in connection with the structural bending-torsion coupling resulting from directional properties of fiber reinforced composite materials and from ply stacking sequence. A coupled thermal structure analysis that includes the effects of structural deformations on heating and temperature gradient is investigated.

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위성체 유연 보 구조물의 열 안정성 해석 (Thermal Stability Analysis of a Flexible Beam Spacecraft Appendage)

  • 윤일성;송오섭
    • Composites Research
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    • 제15권3호
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    • pp.18-29
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    • 2002
  • 본 논문에서는 얇은 벽보로 모델링 한 위성체 구조물에 입사되는 열 하중에 의해 발생하는 굽힘 진동과 열적 플러터에 대하여 연구하였다. 복합재료 얇은 벽보는 회전관성과 1차, 2차 와핑, 전단변형의 비고전적 요소를 포함한다. CUS구조물로 모델링한 복합재료 얇은 벽보의 열 진동 특성은 적층 순서와 섬유강화복합재료의 방향특성인자로부터 기인된 종방향 굽힘과 횡방향 굽힘의 언성과 관련하여 연구되었다. 수치 해석적인 방법으로 열적 플러터의 안정성 영역의경계값을 구하였으며, 태양 열 플럭스의 입사각, 감쇠계수, 섬유각의 변화에 의한 보의 변위를 구하였다. 주 구조물에 압전소자를 부착하여, 감지기와 작동기로 사용하여 제어해석을 수행하였다.