• Title/Summary/Keyword: nutation

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폐쇄된 계의 장동 힘에 의한 이동장치의 컴퓨터 씨뮬레이션 모델에 관한 연구 (A study on the computer simulation model of the closed moving system using the nutation force)

  • 정병태
    • 한국컴퓨터산업학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.331-336
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    • 2005
  • 폐쇄된 계의 닫힌 운동을 회전운동으로 실현하는 것 중 수평운동은 코리올리스힘[2], 가로힘에 의해서 나타날 수 있는 반면 모터의 위치에 수직으로 발생하는 닫힌 운동이 장동 힘에 의해 발생되는 장동운동이다. 장동운동은 수직 닫힌 운동이며 그 수식을 구하여 수식 모델로 하고 컴퓨터 씨뮬레이션 모델로 쓰기 위해 수식 모델로부터 시뮬레이션 데이터와 실제 장치의 데이터를 비교 검토한 후 첨가되는 변수 요소를 정하였다. 그 결과 중력장에서 마찰계수와 모터의 극수에 관계되는 부하에 대한 에너지 불균형 요소가 변수로 첨가된다. 이 시뮬레이션은 그래픽 게임을 실제와 같은 물리법칙으로 적용할 수 있다.

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더블김벌을 장착한 바이어스 모멘텀 위성의 자세제어기 설계 (Attitude Controller Design for a Bias Momentum Satellite with Double Gimbal)

  • 박영웅;방효충
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.34-42
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    • 2004
  • 본 논문에서 위성의 롤/요 자세제어를 위해 더블 김벌을 이용하며 2 종류의 피드백 제어기를 설계하였다. 하나는 롤과 요 제어압력에 위상 차이가 없는 PD 제어기이고 다른 하나는 요 제어입력에 위상지연이 있는 PD 제어기이다. 위상지연 보상기는 요각 제어를 위한 1차 시스템으로 설계하였다. 일정한 외란과 초기 뉴테이션 오차가 있는 경우에 대해 시뮬레이션하여 요각의 정상상태 오차와 rising time 의 결과로부터 위상지연 보상기가 효과적임을 검증하였다. 본 시뮬레이션에 사용된 변수 값은 무궁화위성 1호를 대상으로 하였다.

Neural Network based Three Axis Satellite Attitude Control using only Magnetic Torquers

  • Sivaprakash, N.;Shanmugam, J.;Natarajan, P.
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.1641-1644
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    • 2005
  • Magnetic actuation utilizes the mechanic torque that is the result of interaction of the current in a coil with an external magnetic field. A main obstacle is, however, that torques can only be produced perpendicular to the magnetic field. In addition, there is uncertainty in the Earth magnetic field models due to the complicated dynamic nature of the field. Also, the magnetic hardware and the spacecraft can interact, causing both to behave in undesirable ways. This actuation principle has been a topic of research since earliest satellites were launched. Earlier magnetic control has been applied for nutation damping for gravity gradient stabilized satellites, and for velocity decrease for satellites without appendages. The three axes of a micro-satellite can be stabilized by using an electromagnetic actuator which is rigidly mounted on the structure of the satellite. The actuator consists of three mutually-orthogonal air-cored coils on the skin of the satellite. The coils are excited so that the orbital frame magnetic field and body frame magnetic field coincides i.e. to make the Euler angles to zero. This can be done using a Neural Network controller trained by PD controller data and driven by the difference between the orbital and body frame magnetic fields.

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무궁화위성의 정상운용모드에서의 자세제어 시스팀 (KOREASAT On-Orbit Normal Mode Attitude Control System)

  • 김동환;원종남;김성중;강성수;김한돌;이명수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.505-514
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    • 1994
  • 무궁화 위성체는 10년 수명기간 동안 통신 및 직접방송 위성서비스에 필요한 빔의 지향성을 유지하기 위하여 정확하고 신뢰성있는 자세제어 시스팀을 요구하고 있다. 본고에서는 무궁화 위성체가 정지궤도에서 정상운용모드로 동작하는데 요구되는 자세제어부속시스팀에 대한 상세설계기법 및 성능에 대해서 기술하고자 한다.

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High-resolution mass models of the Large Magellanic Cloud

  • Kim, Shinna;Oh, Se-Heon;For, Bi-Qing;Sheen, Yun-Kyeong
    • 천문학회보
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    • 제46권2호
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    • pp.71.1-71.1
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    • 2021
  • We perform disk-halo decomposition of the Large Magellanic Cloud (LMC) using a novel HI velocity field extraction method, aimed at better deriving its HI kinematics and thus mass distribution in the galaxy including both baryons and dark matter. We decompose all the line-of-sight velocity profiles of the combined HI data cube of the LMC, taken from the Australia Telescope Compact Array (ATCA) and Parkes radio telescopes with an optimal number of Gaussian components. For this, we use a novel tool, the so-called BAYGAUD which performs profile decomposition based on Bayesian MCMC techniques. From this, we disentangle turbulent non-ordered HI gas motions from the decomposed gas components, and produce an HI bulk velocity field which better follows the global circular rotation of the galaxy. From a 2D tilted-ring analysis of the HI bulk velocity field, we derive the rotation curve of the LMC after correcting for its transverse, nutation and precession motions. The dynamical contributions of baryons like stars and gaseous components which are derived using the Spitzer 3.6 micron image and the HI data are then subtracted from the total kinematics of the LMC. Here, we present the bulk HI rotation curve, the mass models of stars and gaseous components, and the resulting dark matter density profile of the LMC.

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피치 모멘텀 바이어스 위성시스템의 롤/요축 모멘텀 제어방식 (Roll/Yaw Momentum Management Method of Pitch Momentum Biased Spacecraft)

  • 이승우;고현철;장우영;손준원
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권7호
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    • pp.669-677
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    • 2009
  • 일반적으로 롤/요 평면상의 nutation 운동이 있는 피치 모멘텀 바이어스 시스템을 정지궤도 위성인 통신위성에서 주로 사용되어 왔으나 본 논문에서는 저궤도 위성의 경우에 대해 최소 휠 개수인 2개 반작용휠로 구성된 피치 모멘텀 바이어스 시스템을 휠 모멘텀 제어방식으로 피치축과 롤축 자세제어를 수행하는 방안을 살펴보았다. PI-제어기를 사용한 휠 모멘텀 제어 방식의 경우 휠 베어링 마찰 등 반작용휠에 가해지는 외란에 대한 강건성 보장을 해석적으로 분석하였으며, 롤축 자세에러 측정치와 요축 모멘텀 선형 제어기 설계를 위한 전달함수를 제시하였고, 시스템에 대한 이해도를 높이고, 외란 영향 및 모멘텀 바이어스 크기 등 필요한 설계 인자 선정을 위해 시스템에 대한 분석을 수행하였다.아울러 요축 모멘텀 PID-제어기를 사용한 모멘텀 바이어스 시스템의 롤/요축 자세제어 설계결과 및 시뮬코타키나발루레이션 결과를 제시하였다.

바이오 데이터 패턴 분석을 위한 시스템 및 알고리즘 설계 (Design of the System and Algorithm for the Pattern Analysis of the Bio-Data)

  • 송영옥;김성영;장덕진
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제10권8호
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    • pp.104-110
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    • 2010
  • 생명과학 분야에서 컴퓨터를 활용할 수 있는 대표적인 예로는 서열화, 서열화 분석, 비교, 진화, 돌연변이 추적, 약 설계를 위한 유사성 비교, 단백질 기능 예측, 그리고 세포 메커니즘과 질병 발생에서의 유전자 역할 예측 등 다양한 분야를 들 수 있다. 생명공학 연구자들에게는 이와 같은 작업을 위한 도구들이 요구되고 있다. 본 논문에서는 바이오 데이터 분석을 위한 기존 시스템의 문제점을 파악하고, 이를 개선할 수 있는 시스템 설계에 초점을 맞추었다. 또한 각각의 분석 작업을 개선할 수 있고 서로 독립적으로 진행되는 기존의 시스템을 통합할 수 있는 통합 분석 시스템을 설계하고자 한다.

태양계 행성의 고정확도 위치계산에 과한 연구(II) (SOFTWARE DEVELOPMENT OF HIGH-PRECISION EPHEMERIDES OF SOLAR SYSTEM (II))

  • 신종섭;안영숙;박필호;박은광;박종옥
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제12권1호
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    • pp.78-89
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    • 1995
  • 상대론올 포함한 행성의 운동방정식을 중심으로 9개의 행성과 달, 그리고 4개의 소행성을 포함한 태양계의 n체 문제를 다루었다. 이 기본방정식에 지구와 달의 figure potential과 지구의 solid tidal effect를 외력으로 하는 섭동방정식을 추가하였다. 지구의 orientation을 J2000.0을 기준으로 하는 세차와 장동에 관한 식을 채택하였고, 달의 orientation에 대해 서는 J2000.0을 기준으로 하는 달의 칭동 모델을 션택하고 Eckert의 행성섭동효과를 추가 하였다. 각각의 subroutine별로 테스트를 거쳐 이들을 결합하여‘SSEG (Solar System Ephemerides Generator)’ 라는 소프트웨어 package를 개발한 후, CRAY-2S 슈퍼컴퓨터를 사용하여 프로그램을 수행하였다. 기준 시각인 JD2440400.5를 기준으로 하여, 1일 간격으로 40,000일 (약 110년) 동안 각 행성의 위치 (태양중심 황도직교좌표값)를 계산한 후, 이 결과의 정확도를 검증하기 위하여 JPL의 DE200 자료와 우리의 결과를 비교하였다. 이 연구로부터 얻은 결과로서 행성들의 위치 성분에 대한 최대오차가 100년 동안 $\pm2\times10^{-8}AU(약\pm3km)$ 이하로 나타났다

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초소형위성 HAUSAT-2 모멘텀 휠 Start-up 방안 연구 (A Study on HAUSAT-2 Momentum Wheel Start-up Method)

  • 이병훈;김수정;장영근
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권9호
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    • pp.73-80
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    • 2005
  • 본 논문은 피치 바이어스 모멘텀 방식을 사용하는 HAUSAT-2 위성의 모멘텀 휠 초기구동(Start-up)을 위한 방안을 연구 분석하고 초소형위성 HAUSAT-2에 적합한 새로운 초기구동 방법을 제안하였다. HAUSAT-2는 25kg급의 나노 위성으로 모멘텀 휠과 마그네틱 토커를 사용하여 3축 제어를 수행한다. 자세제어를 위해 모멘텀 휠은 공칭 속도로 회전하거나 회전속도가 변하게 된다. 모멘텀 휠을 장착한 위성에서 휠의 초기구동방법은 휠을 발사 전에 미리 일정한 속도로 회전하게 하거나, 궤도상에서 추력기와 같은 구동기로 자세를 안정화 시킨 이후에 휠을 공칭속도에 도달하게 하는 방법이 있다. 하지만 HAUSAT-2와 같은 초소형위성의 경우 전력제한으로 발사 전 휠을 구동하기 힘들며, 궤도상에서 자세 안정화 이후 휠을 구동하기 위해서는 자기토커만으로 자세를 안정화 해야 하는데 이 경우 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 좀더 빠르고 효율적으로 휠의 초기구동과 자세안정화를 하기 위해서 모멘텀 휠 구동 방안을 제안하였다. 이 방법은 위성이 발사체에서 분리된 후 초기 각속도 제어를 할 때 일정한 속도 증가율로 모멘텀 휠의 속도를 올려주어 공칭 속도에 도달하게 하며, 이 후 자세 안정화를 수행하게 된다. 이 방식을 사용하면 약 4 궤도 이내에 휠 초기구동과 자세 안정화를 성공적으로 이룰 수 있음을 확인 할 수 있었다.

화성 근접 탐사를 위한 우주선의 궤도전파 소프트웨어 (AN ORBIT PROPAGATION SOFTWARE FOR MARS ORBITING SPACECRAFT)

  • 송영주;박은서;유성문;박상영;최규홍;윤재철;임조령;김한돌;최준민;김학정;김병교
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제21권4호
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    • pp.351-360
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    • 2004
  • 향후 우리나라의 화성 근접 탐사 임무를 대비한 우주선의 궤도전파 소프트웨어의 개발 및 검증을 실시하였다. 이를 위해 화성 주위를 비행하는 우주선의 동력학 모델에 대한 연구가 선행 되었으며, 탐사우주선의 모든 위치 정보는 화성 중심 좌표계를 사용하여 나타내었다. 정밀한 탐사 우주선의 위치 계산을 위하여 화성의 세차 및 장동 운동에 의한 영향도 고려하였다. 화성의 작용권구 안으로 진입한 탐사 우주선은 화성 주위에서의 다양한 섭동에 의한 영향을 받게 되는데 본 연구에서는 정밀한 동력한 모델의 계산을 위해 가능한 모든 섭동들을 고려하였다. 특히 화성의 비대칭 중력장에 의한 영향을 계산하기 위해 Jet Propulsion Laboratory(JPL)의 Mars50c 모델을 적용하였고 화성 대기 항력에 의한 영향의 경우 Mars-GRAM 2001 모델을 사용하여 계산하였다. 태양을 비롯한 다른 행성의 위치를 계산하기 위해서 JPL의 DE405 정밀 천체력을 이용하였고 화성 위성들(포보스와 다이모스)의 천체력 계산은 해석적인 방법으로 하였다. 개발 소프트웨어의 성능 검증을 위하여 Mars Global Surveyor의 화성 지도 작성을 위한 초기 궤도 요소를 사용하였으며, Satellite Tool Kit(STK)의 Astrogator모듈을 이용하여 산출된 결과와 본 논문에서 개발한 소프트웨어의 결과 값과 비교 하였다. 비교 결과 우주선의 모든 위치성분(반경방향, 궤도 진행방향 그리고 진행수직방향)은 화성 근접 탐사 우주선이 화성 주위를 12번 공전(약 1화성일)하는 동안 최대 ${\pm}5m$ 이내의 오차를 보여 주었다. 이는 본 연구를 통해서 개발된 소프트웨어의 성능에 대한 신뢰도가 매우 높다는 것을 의미한다. 따라서 개발된 알고리즘과 소프트웨어는 향후 우리나라의 화성 근접 탐사를 위한 우주선의 임무 설계시 활용 될 수 있다.