• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.347-360
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• 2008

In this paper, a Hardware-In-the-Loop simulator to simulate attitude control of space craft using momentum wheels is developed. The simulator consists of a spherical air bearing system allowing rotation and tilt in all three axes, three momentum wheels for actuation, and an AHRS (Attitude Heading Reference System). The simulator processes various types of data in PC104 and wirelessly communicates with a host PC using TCP/IP protocol. A simple low-cost momentum wheel assembly set and its drive electronics are also developed. Several experiments are performed to test the performance of the momentum wheels. For the control performance test of the simulator, a PID controller is implemented. The results of experimental demonstrations confirm the feasibility and validity of the Hardware-In-the-Loop simulator developed in the current study.

• 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.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제3권2호
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• pp.13-23
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• 2002

In this paper, we present a sliding mode control strategy for the re-orientation maneuver of rigid spacecraft containing rotating wheels. The wheels are considered as internal devices, and external inputs are employed for generation of control commands. The formulation is developed for a general case while particular example is applied to pitch bias momentum spacecraft with a single momentum wheel. The resultant control commands are used to take the gyroscopic effects into account which are caused by the rotating wheels. The controller designed demonstrates that the nutational motion of the pitch bias momentum spacecraft is effectively controlled. It is also assumed that the external control torque device is of on-off nature, and pulse width modulation technique is applied to construct proper control torque history.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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• pp.191-195
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• 2006

This paper discusses wheel offloading approaches of COMS which has a single side solar array system for the accommodation of the optical payloads. First of all, in an effort to reduce fuel consumption and reflect practical implementation point of view, thruster sets for wheel offloading are proposed based on numerical analyses taking into account the COMS configuration. In this analysis, it is assumed that the wheel offloading is conducted twice a day. Secondly, in order to evaluate the effectiveness of the proposed thruster sets, orbit simulations have been conducted for several wheel offloading approaches and compared.

• 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.

• 항공우주기술
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• 제9권2호
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• pp.51-56
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• 2010

통신해양기상위성의 정상임무 수행시 자세제어계에 대한 중요한 지상국 소프트웨어에는 궤도위치 유지와 휠오프로딩이 있는데, 본 논문에서는 외팔보 태양전지판 형상으로 인해 E3000 heritage로부터 설계 변경을 수행하여 해석을 수행한 휠오프로딩 임무에 대한 지상국 소프트웨어 검증시험을 정리하여 기술하였다. 휠오프로딩 지상국 소프트웨어는 크게 2가지로 구분되는데, 하나는 휠오프로딩을 위한 추력기 조합 변경 시기에서의 변수 변경이고 다른 하나는 위성으로 전달해야 하는 모멘텀기준값 변경이다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제1권4호
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• pp.37-41
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• 2007

Labyrinth seal is most common way to protect the bearings installed in Reaction wheel. In spite of wide applications, no such research was found about the sealing utility of the Labyrinth seal in the condition of vacuum and high temperature. In this research, we tried to verify the utility of Labyrinth seal. Numerical analysis had been executed to predict the benefit of the Labyrinth seal and also experiments were performed to verify the utilization. Two Bearings were installed at the vacuum chamber, one was assembled with Labyrinth seal and the other was stand alone. After executing the vacuum test, it was found to be the stand alone bearing had lost more weight than the one that was assembled with the labyrinth seal. In this result, it is verified that the Labyrinth seal has useful function to preserve the lubricant that affects to the life-cycle of the Bearing.

• 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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• 제50권6호
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• pp.413-422
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• 2022

본 논문에서는 중대형 위성용 '제어모멘트자이로'의 고속회전체인 모멘텀 휠의 고장 분석에 대해 기술하였다. 고장 분석을 위해 변조된 신호에서 주기적으로 발생되는 충격신호를 찾기 위해 힐베르트 변환 기법과 신호 복조 기법을 사용한 포락선 스펙트럼 분석을 하였다. 이를 통해 높은 신호의 크기를 가지는 특정 주파수 밴드에서 회전주파수의 조화 성분과 베어링 결함 주파수가 있는지 분석하여 모멘텀 휠의 고장을 진단하였다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume I
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• pp.263-266
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• 2006

Now, on the developing COMS(Communication, Ocean and Meteorological Satellite) has solar panel on the South panel only. Therefore, the wheel off-loading has to be performed periodically to reduce a induced momentum energy by a asymmetric solar panel. One of two East/West station keeping maneuver to correct simultaneously longitude and eccentricity, orbit corrections may be performed during one of the two wheel off-loading manoeuvres per day to get enough observation time for meteorological and ocean sensor. In this paper, we applied a linearized orbit maneuver equation to acquire maneuver time and delta-V. Nonlinear simulation for the station keeping is performed and compared with general station keeping strategy for fuel reduction.