• 항공우주시스템공학회지
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• 제16권5호
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• pp.49-56
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• 2022

S-STEP 은 관심 지역의 시한성 긴급 표적 및 군사적 이상 징후를 감시하기 위한 초소형 SAR 위성 임무로, 고도 510 km의 저궤도에 32 대의 위성군을 배치하여 관심 지역에 대해 평균 재방문 주기를 30 분 이하로 달성한다. S-STEP의 임무 운용 모드는 표준 모드, 관측 모드, 통신 모드, 궤도유지 모드 등으로 구분되며, 이에 따라 자세 기동 모드 역시 초기 각속도 안정화, 태양 지향, 목표지점 및 지상국 지향, 추력 방향 유지 등으로 세분화된다. 이 연구에서는 S-STEP 임무 운용 시나리오의 예비 설계 결과와 위성체의 특성을 바탕으로 초기 각속도 안정화 및 태양 지향 모드와 관측 궤도 운용 모드에서의 자세 성능을 분석하였다. 분석 결과, 할당된 시간 이내에 필요한 자세 제어를 완료하여 각 모드에서 요구되는 자세 제어 정확도를 달성함을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.563-569
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• 2014

This article focuses on a hemispherical resonator gyro driven by the Coriolis effect. A hemispherical shell, called a resonator, is maintained in the resonance state by amplitude control and phase locking control. Parametric excitation has been used to control the amplitude. For rate measurement mode or FTR mode, nodal points have been kept to an amplitude of zero. Angular rate measurement has been demonstrated by rotating a resonator. Frequency mismatch between two stiffness principal axes is a major cause of low performance: vibrating pattern drift and reduced control effectiveness. This mismatch has been reduced significantly by the addition of small mass. A negative spring effect, which lowers resonance frequencies, has been verified experimentally.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권6호
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• pp.455-466
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• 2020

본 연구에서는 다수의 우주 환경 관측용 탑재체를 장착한 6U급 초소형위성에 대한 열모델을 구축하여 이를 기반으로 수행된 열설계에 대해 기술하였으며, 궤도 열해석을 통해 적용된 열설계의 유효성을 입증하였다. 초소형위성의 특성을 고려하여 표면 처리 및 절연체, 열전도체 등의 수동 열제어 기법 위주로 열설계를 진행하였지만, 배터리 및 추력기 등과 같이 작동 온도의 범위가 좁고 궤도 열환경에 직접적으로 노출되는 부품들에 대해서는 능동 열제어 기법 중 하나인 히터를 적용하였다. 궤도 열해석 조건은 기본적으로 위성의 궤도 조건을 바탕으로 하며, 임무 시나리오에 따른 발열량 및 위성의 자세에 따라 임무 모드, 초기 운용 모드, 비상운용 모드, 편대 비행 모드로 분류하여 궤도 열해석을 수행하였다. 각 모드 별 해석 결과를 통해 모든 부품들이 작동 온도 조건을 만족하는 것을 확인하였고, 비상운용 모드의 해석 결과를 통해 배터리 및 추력기의 히터 용량과 작동 주기를 산출하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권6호
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• pp.103-120
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• 2010

우주비행체 궤도기동 및 자세제어용 추력기의 개발역사를 조명하고 성능특성을 분석하며, 발사체의 단별 3축 제어에 관계하는 TVC, Gimbal, 추력기 등의 실재 활용현황을 평가한다. 우주발사체 최종 단은 탑재체의 정확한 궤도투입을 위하여 정밀한 3축 자세제어 시스템을 포함하여야 한다. 하이드라진 추력기는 양호한 성능특성과 높은 신뢰도를 배경으로 현재 운용중인 발사체 자세제어 시스템의 대부분을 점유하고 있다. 중형급 하이드라진 추력기에 대한 국내의 설계개발과 기술축적 현황에 관해서도 간략히 소개한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제29권4호
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• pp.351-362
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• 2012

We made a study on real-time determination method for relative position using the laser-measured distance data between satellites. We numerically performed the determination of relative position in accordance with extended Kalman filter algorithm using the vectors obtained through nonlinear equation of relative motion, laser simulator for distance measurement, and attitude determination of chief satellite. Because the spherical parameters of relative distance and direction are used, there occur some changes in precision depending on changes in relative distance when determining the relative position. As a result of simulation, it was possible to determine the relative position with several millimeter-level errors at a distance of 10 km, and sub-millimeter level errors at a distance of 1 km. In addition, we performed the determination of relative position assuming the case that global positioning system data was not received for long hours to see the impact of determination of chief satellite orbit on the determination of relative position. The determination of precise relative position at a long distance carried out in this study can be used for scientific mission using the satellite formation flying.

• 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.444-447
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• 1995

The satellite in a circular orbit about a planet with disturbances and a three-degree-of-freedom (3DOF) structure under seismic excitations are modeled by the linear stochastic differential equations. Then the risk-sensitive optimal control method is applied to those equations. The mean and the variance of the cost function varies with respect to the risk-sensitivity parameter, .gamma.$_{RS}$ . For a particular risk-sensitivity parameter value, risk-sensitive control reduces to LQG control. Furthermore, the derivation of the mean square value of the state and control action are given for a finite-horizon full-state-feedback risk-sensitive control system. The risk-sensitive controller outperforms a classical LQG controller in the mean square sense of the state and the control action.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권2호
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• pp.171-186
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• 2009

이 연구에서는 미래 한국의 달 탐사에 대비, 지구-달 천이궤적을 설계하고 분석하였다. 궤적 설계는 최소연료로 지구 주차궤도에서부터 달 임무궤도까지 도달하는 모든 단계에 대해서 실시하였으며 미래 한국의 달 탐사 개발 계획에 실질적인 도움이 되기 위해 2017년, 2020년, 2022년으로 각각 나누어 설계를 하였다. 탐사선의 운동방정식의 구현을 위하여 태양, 지구, 달의 중력에 의한 섭동력이 포함된 N체 운동 방정식을 사용하였으며 보다 실질적인 우주환경의 모사를 위하여 지구의 비대칭 중력장(Geopotential), 태양 복사압(Solar radiation pressure) 그리고 달의 J2 섭동에 의한 영향도 고려하였다. 임무 설계를 위해 가정된 추력은 순간 추력(Impulsive thrust)으로 가정하였으며 발사체의 성능은 현재 개발 예정인 KSLV-2로 가정하였다. 미래 한국의 가상 달 탐사선이 지구-달 천이 궤적(Trans Lunar trajectory)에 진입하는 방법으로는 지구 주차 궤도에서 직접 진입 하는 방법과 여러번의 타원 중개 궤도를 거친 후 지구-달 천이 궤적으로 진입하는 방법을 모두 이용하였다. 아울러 TLI(Trans Lunar Injection) 기동시 탐사선의 대전 지상국에서의 가시성에 따른 기동의 크기에 대한 영향이 분석되었다. 이 연구를 통한 임무 설계 결과는 달 탐사 임무 설계를 위한 발사 가능 시기(launch opportunity), 성공적인 임무 수행을 위한 임무 단계별 최적의 기동량 및 해당 궤도의 특성 그리고 다양한 임무 파라미터등의 해석을 포함하고 있다. 임무 설계 결과, 미래 한국이 쏘아 올릴 수 있는 달 탐사선의 전체 질량은 해당 임무의 수행시기 보다는 초기 지구 출발 궤도의 초기 고도와 발사제의 초기 궤도 투입 성능에 따라 더욱 크게 좌우됨을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권12호
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• pp.1238-1243
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• 2008

This paper presents an HILS(Hardware in the Loop Simulations) based experimental study for the UAV's flight trajectory planning/generation algorithms and guidance/control laws. For the various mission that is loaded on each waypoint, proper trajectory planning and generation algorithms are applied to achieve best performances. Specially, the 'smoothing path' generation and the 'tangent orbit path' guidance laws are presented for the smooth path transitions and in-circle loitering mission, respectively. For the control laws that can minimize the effects of side wind, side slip angle($\beta$) feedback to the rudder scheme is implemented. Finally, being implemented on real hardwares, all the proposed algorithms are validated with integrations of hardware and software altogether via HILS.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제4권1호
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• pp.99-109
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• 2003

Attitude control law synthesis for the three-axis attitude maneuver of a flexible spacecraft model is presented in this study. The basic idea is motivated by previous works for the extension into a more general case. The new case includes gravitational gradient torque which has significant effect on a wide range of low earth orbit missions. As the first step, the fully nonlinear dynamic equations of motion are derived including gravitational gradient. The control law design based upon the Lyapunov approach is attempted. The Lyapunov function consists of a weighted combination of system kinetic and potential energy. Then, a set of stabilizing control law is derived from the basic Lyapunov stability theory. The new control law is therefore in a general form partially validating the previous work in some sense.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제17권4호
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• pp.579-592
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• 2016

CNUSAIL-1, to be launched into low-earth orbit, is a cubesat-class satellite equipped with a $2m{\times}2m$ solar sail. One of CNUSAIL's missions is to deploy its solar sail system, thereby deorbiting the satellite, at the end of the satellite's life. This paper presents the design results of the attitude control system for CNUSAIL-1, which maintains the normal vector of the sail by a 3-axis active attitude stabilization approach. The normal vector can be aligned in two orientations: i) along the anti-nadir direction, which minimizes the aerodynamic drag during the nadir-pointing mode, or ii) along the satellite velocity vector, which maximizes the drag during the deorbiting mode. The attitude control system also includes a B-dot controller for detumbling and an eigen-axis maneuver algorithm. The actuators for the attitude control are magnetic torquers and reaction wheels. The feasibility and performance of the design are verified in high-fidelity nonlinear simulations.