• 한국항공우주학회지
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• 제47권5호
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• pp.371-378
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• 2019

정밀지향위성은 반작용휠로 자세제어를 수행하며, 반작용휠의 모멘텀 덤핑은 3개의 자기토커로 이뤄진다. 본 논문에서는 자기토커 고장 시의 모멘텀 덤핑 영향성에 대해서 살펴본다. 높은 경사각을 가지는 궤도에 위치한 위성이 지구지향자세를 유지하고 있을 때 피치축 방향 자기토커가 고장나면 모멘텀 덤핑이 불가능하다. 하지만 다른 방향의 자기토커가 고장나면 성능 저하만 있을 뿐 모멘텀 덤핑은 여전히 가능하다. 피치축 방향의 자기토커가 고장났을 때도 위성자세변화를 통해서 모멘텀 덤핑을 할 수 있다. 또한 자기토커 배치를 변경하면, 어느 자기토커가 고장나더라도 모멘텀 덤핑이 항상 가능하다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.147-158
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• 2020

본 논문에서는 저궤도 위성에서 추력기를 이용하여 반작용휠 모멘텀을 덤핑하는 방법에 대해서 살펴본다. 추력기를 사용한 모멘텀 덤핑은 주로 정지궤도위성에서 사용되는데 특정 시간에만 추력기로 자세제어와 모멘텀 덤핑을 동시에 수행하는 방식으로 이뤄진다. 저궤도 위성은 수시로 모멘텀 덤핑을 해야 하므로 정지궤도위성의 방식을 사용하는 것은 바람직하지 않다. 본 연구에서는 저궤도 위성에 적용 가능하도록 항상 추력기로 모멘텀 덤핑을 수행하고 덤핑 시의 자세제어는 반작용휠로 수행하는 방법을 살펴본다. 추력기의 밸브 개폐횟수를 줄이기 위해서 최대 크기의 펄스로 추력기를 구동하는 방법을 제안한다. 추력기로 인해 자세오차가 크게 증가하는 것을 방지하기 위해서 추력기의 구동 간격을 조정하였다. 시뮬레이션을 통해서 본 논문에서 제안한 방법의 효과를 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권9호
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• pp.81-88
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• 2005

본 논문은 단일 태양전지판으로 구성된 통신해양기상위성(COMS)에 대하여 모멘텀 덤핑에 소요되는 연료량을 분석하였다. 먼저 하루 중 일정한 시간에 모멘텀 덤핑을 수행할 경우를 가정하여 최적의 시간을 선정하는 작업을 수치해석적인 접근을 통하여 수행하였고 요구되는 연료량을 분석하였다. 또한 모멘텀 덤핑에 소요되는 연료량을 절감하기 위하여 남북위치유지 시점과 모멘텀 덤핑시점을 근사적으로 일치시키는 방안을 제안하였다. 마지막으로 제안된 기법의 유효성을 분석하기 위하여 궤도 시뮬레이션을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권9호
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• pp.760-766
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• 2018

위성에 작용하는 외란으로 인해서 반작용휠에 원치 않는 모멘텀이 쌓인다. 이를 해소하기 위해서 위성의 축방향으로 설치한 세 개의 자기토커를 이용한다. 자기토커는 지구 자기장과 상호 작용하여 간접적으로 토크를 생성한다. 따라서 모멘텀 덤핑시 자기토커와 자기토커 주위에 형성되는 지구 자기장을 동시에 고려해야 한다. 높은 경사각을 가지는 저궤도 위성이 지구지향을 할 때 위성체의 피치축으로는 매우 약한 지구자기장이 형성된다. 이 경우 하나의 자기토커에 과부하가 걸려서 모멘텀 덤핑 성능이 떨어진다. 본 연구에서는 자기토커의 배치를 변경하여 지구지향자세에서 모멘텀 덤핑 성능을 향상시키는 방법에 대해서 살펴본다.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권3호
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• pp.85-94
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• 2003

대부분의 위성들이 휠을이용한 자세제어를 수행하면서 축적된 휠모멘텀을 안정 영역으로 변동하기 위해 덤핑모드를 고려하고 있으며, 정지궤도위성의 경우에는 궤도위치유지를 위해 주기적으로 궤도조정 추력기를 동작시키면서 발생되는 자세오차를 휠 또는 자세제어 추력기를 이용하는 위치유지모드를 고려한다. 본 연구에서는 이와 같은 정지궤도위성의 임무특성을 이용하여 휠모멘텀 관리 로직을 개발하고 무궁화위성 3호 자세제어계에 적용하여 그 성능을 검증하였다.

• 항공우주기술
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• 제10권1호
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• pp.193-200
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• 2011

본 연구는 저궤도의 태양동기궤도 위성에 미치는 외란 토크의 크기와 영향을 해석하였다. 위성체 좌표계에서 보았을 때, 지구 지향 자세에서 최대 토크는 약 $8.3{\times}10^{-4}$ Nm로 한 궤도당 약 1.4 Nms 의 모멘텀이 축적되고, 태양지향 자세에서의 최대 토크는 약 $1.6{\times}10^{-3}$ Nm로 한 궤도당 약 3.0 Nms 의 모멘텀이 축적된다. 한 궤도당 축적되는 모멘텀의 양은 토커의 크기를 결정하는 설계 기준 자료로 사용되는데, 현재 사용 가능한 자기 토커의 한 궤도당 모멘텀 덤핑 용량을 고려했을 때, 위성의 임무 수행을 위해 적절한 선택임을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제15권1호
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• pp.245-250
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• 1998

위성 체의 자세결정과 자세제어는 인공위성의 임무수행능력을 결정하는 중요한 요인으로 그 정밀도를 탑재된 센서와 자세제어 구동기의 성능에 의해 결정된다. 본 연구는 비선 형 제어이론과 선형 제어이론을 적용하여 4개의 반작용 휠을 사용하는 3축 안정화 지구지향위성의 자세 제어법칙을 디자인하고 작동범위의 크기에 따른 제어 방법의 적합성을 비교하였다. 또한 휠 속도 한계를 초과하는 것을 방지하기 위해 자기 토커를 사용하여 휠모멘텀을 제거할 수 있음을 확인하였다. 이 때 반작용 휠은 전력소모를 최소화시키도록 배치된 경우로, 자기 토커는 3축 직교 자기 토커로 가정하였다. 휠 속도를 제어하는 휠 토커의 크기는 한계 치를 초과하지 않도록 디자인하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2014년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.285-286
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• 2014

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2005년도 한국우주과학회보 제14권1호
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• pp.133-137
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• 2005

우주시스템 연구실에서 개발 중인 HAUSAT-2의 피치모멘텀 바이어스 시스템을 설계하고 성능을 검증하였다. HAUSAT-2의 자세제어시스템은 초기자세획득모드와 정상모드로 분리되어 궤도에서 운용된다. 본 논문은 피치모멘텀 바이어스 시스템을 사용하여 위성이 운용될 경우 각 모드에 따라 자세제어가 가능한 범위를 해석하였고 ,모멘팀 휠 구동에 의하여 발생되는 모멘팀 덤핑 현상에 대하여 연구하였다.

• 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.115-118
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• 1995

This paper present an attitude control using quaternions as feedback attitude errors. The Euler's eigenaxis rotation provides the shortest angular path between two attitudes. This eigenaxis rotation can be achieved by using quaternions since quaternions are related with the eigenaxis. The suggested controller uses error quaternions and body angular rates and generates a decoupling control torque that counteracts the natural gyroscopic coupling torque. The momentum dumping strategy using the earth magnetic field is also applied in this paper to unload the angular momentum of the reaction wheels used in the attitude control.