• 한국항공우주학회지
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• 제48권11호
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• pp.881-888
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• 2020

본 논문에서는 관측자가 얻을 수 있는 시선각(LOS) 측정값을 사용하여 관심표적의 상태변수를 추정하는 연구를 수행하였다. 관심상태변수는 표적의 위치, 속도 및 가속도로 설정하였다. 시선각 측정값은 필터에 표적운동모델 적용을 어렵게 하는 비선형성이 강한 측정값이다. 이러한 문제해결을 위해 가측정치 공식(Pseudomeasurement equation)을 사용하여 시선각 측정값 수식을 변경한 후 3D 가변선회(3D Variable Turn) 표적운동모델을 적용하였다. 또한 필터의 성능을 위해 기구학적구속조건(Kinematic Constraint)을 적용하였다. 필터는 초기조건에 강건한 특성을 가진 Bias Compensation Pseudomeasurement Filter (BCPMF)를 사용하였다. 병렬 계산의 이점을 위해 Two Stage Kalman Filter 형태를 추가적으로 적용하였다. 이 기법들을 사용하여 TBCPMF 3DVT-KC 필터를 제안하였고 시뮬레이션을 통해 성능을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.172-178
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• 2015

제어 모멘트 자이로(control moment gyroscope, CMG)는 고토크 발생 장치로서 인공위성 뿐만 아니라 항공, 선박, 자동차, 로봇 등의 다양한 산업분야의 자세안정화와 기동 시스템에 적용될 수 있다. 본 논문은 여러 산업분야에서 적용할 수 있는 100Nm급 CMG 개발 전반에 대한 내용을 다룬다. 이를 위해서 CMG 시스템레벨 요구사항 분석, 모터 서브시스템 설계/제작/조립, 시험장치 구성, 성능시험 및 평가에 대한 개발과정과 결과를 제시한다. 스핀모터와 김벌모터를 설계조건에서 구동하여 CMG의 토크출력이 120Nm 이상 생성됨을 성능시험을 통해 확인한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.54-61
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• 2001

최근 ISO에서는 속도 시운전의 결과를 보정하는 방법과 시운전 방법 자체를 표준화하는 움직임을 보이고 있다. 그 주요내용 중에 하나는 과학적이고, 신뢰성 있는 시운전 계측이다. 이러한 흐름에 대비하여 저자는 1996년 각종 항해 신호 집중화 장비의 개발을 완료하였고, 1998년 DGPS를 이용한 속도, 조종 시운전의 계측 및 해석 program의 개발을 완료하였다. 개발된 계측 및 해석 program은 검증을 거쳐 1999년 한국 선급으로부터 Certification을 받아 실선 적용을 시작하였다. 현재까지 70여 척의 시운전을 본 시스템을 통해 수행하였다. 그러나 기존에 개발된 시스템은 단축선에 대해서만 적용이 가능하다는 제약이 있었다. 이를 극복하고자 저자는 단축선 이외에 다축선에 대해서도 적용할 수 있는 보완된 계측 시스템과 해석 program을 개발하였다. 본 논문에서는 두 시스템에 대한 개략적인 소개, 검증 방법, 실선 시운전 계측 및 해석 결과 등에 대해서 소개하고자 한다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권5호
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• pp.85-95
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• 2021

Structure design sensitivity was evaluated using the orthogonal array experimental method for passive-type deck support frame (DSF) developed for float-over installation of the offshore plant. Moreover, approximation characteristics were also reviewed based on various meta-models. The minimum weight design of the DSF is significantly important for securing both maneuvering performance and buoyancy of a ship equipped with the DSF and guaranteeing structural design safety. The performance strength of the passive type DSF was evaluated through structure analysis based on the finite element method. The thickness of main structure members was applied to design factors, and output responses were considered structure weight and strength performances. Quantitative effects on the output responses for each design factor were evaluated using the orthogonal array experimental method and analysis of variance. The optimum design case was also identified from the orthogonal array experiment results. Various meta-models, such as Chebyshev orthogonal polynomial, Kriging, response surface method, and radial basis function-based neural network, were generated from the orthogonal array experiment results. The results of the orthogonal array experiment were validated using the meta-modeling results. It was found that the radial basis function-based neural network among the meta-models could approximate the design space of the passive type DSF with the highest accuracy.

• 한국항행학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.410-416
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• 2023

저궤도위성 통신시스템의 경우, 정지 궤도 위성 통신시스템과 달리 지상 기기 기준 상대적으로 고속 기동하여 움직이며, 지상 기기와 이루는 각도 역시 고정되지 않고 넓은 범위에서 가변적으로 되므로 지상에 존재하는 건물, 산 등과 같은 지형물의 위치 및 높이에 따라 위성 통신 시스템임에도 불구하고 다중 경로로 인한 주파수 선택적 페이딩 현상이 나타날 수 있다. 본 논문에서는 저궤도위성 통신시스템에서 발생할 수 있는 저궤도 다중 경로 페이딩 위성 채널 모델과 저궤도위성의고속기동으로 발생하는 도플러 주파수 천이에 대하여 분석하고, 이를 기반으로 다중 경로 페이딩 위성 채널 모델에 적합한 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 및 SC-FDE(Single Carrier Frequency Domain Equalizer) 전송 방식에 대하여 효과적인 등화 기법을 제시한다. 또한, 본 논문에서는 제시된 등화 기법이 적용된 OFDM 및 SC-FDE 전송방식의 저궤도 다중경로 페이딩 위성 채널 환경에서의 성능을 모의실험을 통하여 비교 분석하였으며, SC-FDE 방식이 OFDM 방식보다 우수함을 확인하였다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권4호
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• pp.60-67
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• 2022

일반적인 항공기의 전자광학추적장비(Electro-Optical Tracking System, EOTS)는 EO/IR, 레이저 센서 등의 구성품으로 구성된다. 표적 획득 시 요구되는 표적 좌표는 내부 구성품인 관성측정장비(Inertial Measurement Unit, IMU)에서 측정되는 자세와 가속도 측정값을 이용하여 획득된다. 특히 무장시스템을 운용하는 항공기의 경우, 무장 발사를 위한 표적 좌표를 얼마나 신속하고 정확하게 획득하는가에 따라 무장시스템의 성능이 좌우된다. 무장시스템에서 요구하는 좌표 정확도를 충족하기 위해서는 IMU가 정렬 완료 상태에서 운용되어야 하므로 신속하게 자세와 가속도를 측정하여 IMU 초기 안정화 시간을 단축하여야 한다. IMU의 정렬은 IMU의 자세 오차를 해소하여 초기 자세를 결정하는 과정이며, 항공용 EOTS와 같은 임무장비의 IMU는 항법용 GPS/INS의 속도 정보를 기준으로 하는 속도정합 전달정렬을 수행한다. 본 논문에서는 이러한 속도정합 전달정렬 시간 단축을 위해 항공기와 임무장비의 자세 변화를 통한 전달정렬 성능 개선방안을 제시하였다. 먼저 전달정렬 모델과 시뮬레이션 결과를 통해서 EOTS의 전달정렬이 지연되는 요소가 방위각 오차임을 식별하였다. 그리고 EOTS의 방위각 오차 해소를 위해 항공기의 가속도 기동 및 EOTS의 자세 변화가 요구됨을 확인하였다. 최종적으로 OOO 항공기 체계에 적용한 비행시험 결과, 항공기 가속도 약 0.2g 이상이 발생하면서 EOTS가 6.7deg/s 각속도로 고각 운동 시 그렇지 않을 때보다 5배 이상 빠르게 정렬이 완료되어 전달정렬 성능이 개선되었다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.1025-1031
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• 2007

GPS is widely used for positioning applications and attitude of a vehicle can be found also with multiple antennas. However, extremely weak signal level prevents GPS from indoor operation. DR with accelerometers and gyros and landmark based localization method used for indoor applications increase complexity and cost. In this paper, a simple but very efficient ultrasound based attitude determination system which determines both position and attitude in WSN is given. The range between transmitter and receivers are measured using the arrival time difference between ultrasound and RF signal. The 3 dimensional positions can be found using more than 3 range measurements. Furthermore, if more than 2 transmitters are used, the attitude can be determined using the baseline vectors obtained by differencing transmitter and receiver positions. The prototype system is implemented to evaluate the performance of the proposed method. In addition, an error analysis shows the relation between the attitude error and basel me length, quality of measurement and orientation of a vehicle. The static and dynamic experiments performed by micro mobile robot shows accurate position with less than 1.5cm error and attitude with less than 1 degree error can be obtained continuously with 20cm baseline. It is expected that these results can be adapted without modification to indoor applications such as home cleaning robot and autonomous wheelchair maneuvering.

• 한국항해항만학회지
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• 제40권5호
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• pp.241-247
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• 2016

The tracking filter plays a key role in the accurate estimation and prediction of maneuvering a vessel's position and velocity when attempting to enhance safety by avoiding collision. Therefore, in order to achieve accurate estimation and prediction, many oceangoing vessels are equipped with the Automatic Radar Plotting Aid (ARPA) system. However, the accuracy of prediction depends on the tracking filter's ability to reduce noise and maintain a stable transient response. The purpose of this paper is to derive the optimal values of the gain parameters used in tracking a High Dynamic Warship. The algorithm employs a ${\alpha}-{\beta}-{\gamma}$ filter to provide accurate estimates and updates of the state variables, that is, positions, velocity and acceleration of the high dynamic warship based on previously observed values. In this study, the filtering coefficients ${\alpha}$, ${\beta}$ and ${\gamma}$ are determined from set values of the damping parameter, ${\xi}$. Optimization of the damping parameter, ${\xi}$, is achieved experimentally by plotting the residual error against different values of the damping parameter to determine the least value of the damping parameter that results in the optimum smoothing coefficients leading to a reduction in the noise corruption effect. Further investigation of the performance of the filter indicates that optimal smoothing coefficients depend on the initial and average velocity of the target.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권3호
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• pp.225-236
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• 2017

본 논문은 항공기용 다기능 레이다의 성능 평가를 위한 레이다/환경 통합 시뮬레이터 구축 및 검증에 대해 설명한다. 항공기 운용 시나리오 구현을 위해 6자유도 동역학 모델을 적용하였다. 항공기 6자유도 강체 동역학 모델에서 항공기의 자세 기동을 고려한 궤적 생성을 위해 정상 상태 비행 평형점 탐색, 오토파일럿 설계, 항공기 유도 명령 생성을 진행하였다. 레이다 시뮬레이터 구축을 위해 레이다의 표적 탐지 및 측정 모델, 추적 필터를 포함하는 레이다 운용 모델이 고려되었다. 이를 통해 항공기의 자세 기동을 고려한 다기능 레이다/환경 통합 시뮬레이터를 구현하였고, 특정 공대공 시나리오를 생성하여 레이다/환경 통합 시뮬레이터를 시험 및 검증하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
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• 해양환경안전학회 2006년도 추계학술발표회
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• pp.277-282
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• 2006

선박에서 제어판를 가지는 주요목적은 선박의 운동을 제어하는 것이다. 제어판은 단동타나 고종판에 이동할 수 있는 부분을 혼합하여 사용되는 것으로 구성되어있다. 제어판은 이런 목적에 맞게 수행될 수 있는 고유의 기능을 가지고, 이는 유체와 관련된 방향과 운동의 결과로 제어력을 증가시키는 것이다. 힘과 운동은 회전과 영각의 결과로서 발생하고, 선박의 조종특성을 결정한다. 본 연구에서는 플랩타의 2차원 단면에 대한 연구를 수행하였다. 플랩타의 유통특성을 파악하기 위하여 각각의 영각과 플랩각을 변화시켜가며 모형실험을 수행하였으며, 유통장내의 속도분포를 얻기 위하여 PIV계측기법 중 동일입자 추적법의 하나인 2프레림 입자추적법을 사용하였다. 모델실험은 $Re=2.8\times10^4$에서 수행하였으며, 계측된 결과들을 서로 비교하였다.