• 제목/요약/키워드: gimbal

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비선형 탄성 방진 고무부에 충격 가속도를 받는 짐발 구조 시스템의 동적 해석 (Dynamic Analysis of Gimbal Structure System Including Nonlinear Elastic Rubber Vibration Isolator with Shock Acceleration)

  • 이상은;이태원
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권4호
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    • pp.415-422
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    • 2016
  • 충격 가속도가 기계 시스템에 가해지면 시스템의 기능 저하 및 파손이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 방지하기 위하여 감시 정찰 비행기에 장착되는 짐발 구조 시스템은 설계 사양으로 MIL-STD-810G 충격 규격을 반드시 만족해야 한다. 일반적으로 비행기에서 전달되는 충격을 완화하기 위하여 시스템의 기초부에 방진고무가 설치된다. 고무는 비선형 하중-변형 관계를 가지므로 정확한 시스템의 충격 응답 계산이 어렵다. 이를 해결하기 위하여 비선형 특성을 2개의 선형으로 근사화하여 기초부에 충격 가속도를 받는 시스템의 동적 해를 유한요소법으로 구하였다. 그리고 동일한 조건에서 행한 실험과 비교 결과 제안된 해석 방법이 강성과 감쇠에서 비선형성을 갖는 방진고무가 포함된 짐발 구조 시스템의 동적 해석에도 유용함을 입증하였다.

스텝모터 구동형 짐벌 안테나의 미소진동저감을 위한 초탄성 형상기억합금 메쉬 와셔 기어의 기본특성 분석 (Characteristics Analysis of a Pseudoelastic SMA Mesh Washer Gear for Jitter Attenuation of Stepper-actuated Gimbal-type Antennas)

  • 박연혁;유창목;오현웅
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.46-58
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    • 2018
  • 고해상도 관측위성의 대용량 영상 데이터 송신용인 2축 짐벌식 X-밴드 안테나는 궤도 임무수행 중 안테나 구동에 따라 미소진동을 유발하며, 이는 관측위성의 영상 품질을 저하시키는 요인 중 하나이기 때문에 반드시 절연되어야 할 대상이다. 본 논문에서는 상기 X-밴드 안테나의 방위각 구동에 따른 미소진동절연과 동시에 기존에 제안된 티타늄 블레이드 기어가 소성변형에 취약한 문제점을 보완하기 위해 초탄성 형상기억합금 (SMA)을 활용한 메쉬 와셔 기어를 제안하였다. 상기 SMA 메쉬 와셔 기어의 기본 특성을 파악하기 위해 SMA 메쉬 와셔 두께방향 정하중 시험과 SMA 메쉬 와셔 기어 수준의 회전방향정하중 시험을 실시하였다. 아울러 안테나 조립체 수준의 미소진동 측정시험을 통해 제안된 SMA 메쉬와셔 기어의 진동절연이 효과적임을 입증하였다.

전절권 분포형 권선을 통한 제어모멘트자이로 김블의 저속 안정성 개선 연구 (Improvement of Low Speed Stability of CMG Gimbal Using Full-pitch Distributed Winding)

  • 이준용;이헌조;오화석;송태성;강정민;송덕기;서중보
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.1-8
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    • 2019
  • 전자기적 힘에 의해 김블 모터에 토크가 발생하며 코일 전류 변화는 토크 리플을 야기한다. 이는 김블속도에 영향을 주는 동시에 위성의 자세를 불안정하게 한다. 따라서 위성의 자세 제어 정확도 향상을 위해서는 김블 모터의 토크 리플 저감이 필수적이다. 본 논문에서는 일반적인 집중형 권선과 분포형 권선에 대해 모터의 모델링으로부터 발생 토크를 이론적으로 시뮬레이션 분석하였다. 토크 리플을 저감하는 권선을 선정하여 시제품을 설계 및 제작하여 자기장 및 역기전력의 이론적 해석 결과와 측정 결과를 비교하여 설계와 제작의 합치성을 확인하였다. 저속 시험을 통해 전절권 분포형 권선의 속도 안정도가 향상되어 토크 리플이 저감됨을 입증하였다.

1축 가변속 CMG를 장착한 부족구동 위성의 자세제어 특성 분석 (Analysis of Attitude Control Characteristics for an Underactuated Spacecraft Using a Single-Gimbal Variable-Speed CMG)

  • 진재현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.437-444
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    • 2010
  • 본 논문에서는 한 개의 1축 가변속 CMG를 장착한 부족구동 위성의 자세제어 문제를 다루고 있다. 이러한 부족구동 위성의 경우, 전체 모멘텀이 영(zero)이 아니면 자세를 임의로 취할 수 없다. 위성을 안정화 시키려면 가변속 CMG가 위성의 모멘텀 방향으로 정렬해야 하기 때문이다. 4가지의 다른 장착형상을 고려하였으며, 각각에 대해 제어가능 모멘텀 영역을 분석하였다. 또한 각 형상에 대해 백스테핑 기법을 이용하여 안정한 자세제어 법칙을 제시하고 자세제어 특성을 비교하였다.

토크센서를 이용한 CMG의 지상 시뮬레이터 개발 (Development of CMG Ground Simulator using Torque Sensor)

  • 김승현;이승목;이승우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.89-98
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    • 2009
  • CMG는 3축으로 토크를 발생시키기 위해 클러스터로 구성하여 사용할 수 있다. CMG 클러스터에서 발생되는 여러 가지 설계에 고려되어야 할 문제들이 있다. 이러한 문제들을 지상에서 미리 검증하는 것이 필수적이다. 따라서 본 논문에서 토크센서로 위성자세를 계산하는 CMG 시뮬레이터를 제안하였다. 개발과정에서 발생한 김발각문제 해결을 위해 보정방법과 칼만필터가 제시되었다. 보정방법은 계산된 김발각을 기본으로 사용하고 센서 값을 보조로 사용해서 오차를 줄인다. 또한 개발된 CMG 시뮬레이터를 이용하여 특이점 회피를 위한 구동법칙과 자세제어 로직 시험결과도 예로서 제시되었다.

자이로 구동장치를 이용한 공중 물체의 자세 제어 (An Attitude Control of an Unstructured Object with Gyro Actuator)

  • 정영구;이건영
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 B
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    • pp.563-565
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    • 1999
  • In this paper, we control attitude of an unstructured object with gyro actuator. It is well known that the attitude control of an object hanging with wire is not easy using usual actuators. Even though an actuator such as a fan can be used for control of the object, it is difficult to meet a desired control objectives. We, because of these reasons, make a gyro actuator with two motors. The first motor is responsible for spinning the wheel at high speed and the second motor is used to turn the inner gimbal. Applying the torque to the second motor, which results in the turn of the outer gimbal, torque about the vertical axis will be obtained while the wheel of the gyro is spinning constantly. This torque is used to control the attitude of the object attached. Gyro actuator utilize control unstructured object such as I-beam carrying by tower crane, and isolate construction workers from the dangerous environments. We derive a relationship of wheel and its motor, find a proper capacity of wheel motor in order to rotate a wheel. Through experiments of attitude control, we show to obtain desired control objectives.

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