• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1996년도 추계학술대회논문집; 한국과학기술회관, 8 Nov. 1996
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• pp.182-186
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• 1996

Control of flexible spacecraft is investigated. GA(Genetic Algorithm) based Fuzzy Logic Controller is designed to implement for the attitude control of flexible satellite. The results obtained by employing GA based FLC are compared with those by FLC. It shows much shorter settling time and smaller tip mass oscillation.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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• pp.213-217
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• 1994

The attitude stability of a satellite in spin-stabilized injection mode which contains a liquid pool is investigated. The satellite model for investigation is a two-body system consisting of a the main body, which is symmetric and rigid, representing the spacecraft, and a spherical pendulum, representing the liquid pool. Assuming that both spacecraft and pendulum are in states of steady spin about the symmetry axis of the spacecraft, the coupled nonlinear equations of motion for the system are simplified. In this paper, by using the multiple scales method, the possible resonance conditions in terms of the system parameters are determined and the corresponding near-resonant solutions are derived.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.65-73
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• 2004

CMG(Control Momentum Gyro) 는 일반적으로 동체에 부착된 반작용휠에 비해 큰 토크의 크기를 발생시켜 인공위성의 자세제어에 이용되는 장치이다. CMG는 휠의 각 운동량벡터의 방향을 위성체의 동체축에 대하여 연속적으로 변화시킴으로써 자이로스코픽 토크를 발생하게 된다. 가변속도 CMG는 휠의 속도도 함께 변화시킴으로써 보다 다양한 제어 명령을 생성할 수 있게 되고 또한 특이(Singularity) 조건을 피하는데 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 2축의 김발에 장착된 가변속도 CMG를 이용한 위성체의 자세 동역학 방적식을 유도하기로 한다. 이러한 운동방정식은 기존의 1축 김벌 시스템의 경우를 확장한 것이다. 또한 유도된 운동방정식을 활용하여 피드백 자세기동 제어 법칙을 제안하기로 한다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제36권3호
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• pp.181-186
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• 2019

The attitude information of spacecraft can be obtained by the sensors attached to it using a star tracker, three-axis magnetometer, three-axis gyroscope, and a global positioning signal receiver. By using these sensors, the spacecraft can be maneuvered by actuators that generate torques. In particular, electromagnetic-torque bars can be used for attitude control and as a momentum-canceling instrument. The spacecraft momentum can be created by the current through the electrical circuits and coils. Thus, the current around the electromagnetic-torque bars is a critical factor for precisely controlling the spacecraft. In connection with these concerns, a solar-cell array can be considered to prevent generation of a magnetic dipole moment because the solar-cell array can introduce a large amount of current through the electrical wires. The maximum value of a magnetic dipole moment that cannot affect precise control is $0.25A{\cdot}m^2$, which takes into account the current that flows through the reaction-wheel assembly and the magnetic-torque current. In this study, we designed a 300-W solar cell array and presented an optimal wire-routing method to minimize the magnetic dipole moment for space applications. We verified our proposed method by simulation.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권1호
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• pp.57-69
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• 2016

폐루프 기준으로 $H_{\infty}$ 제어기를 설계하는 알고리즘에는 3가지(2-ARE, mu-synthesis, LMI) 방법이 있다. 본 논문에서 3가지 $H_{\infty}$ 제어기 설계 알고리즘에 대한 기초 이론을 종합하고, Matlab$^{TM}$에 구현된 함수가 사용될 경우, 실무입장에서 가장 적절하다고 판단되는 $H_{\infty}$ 제어기 설계 알고리즘 제시를 위해 인공위성 자세 제어기 설계 후 결과를 비교 분석하였다: 2-ARE 방법과 LMI 방법은 robust stability, robust performance 및 control authority 측면에서 거의 유사하였으나, LMI 방법에 비해 2-ARE 방법이 weighting 함수설계에 더 민감하였고, mu-synthesis 방법은 다른 2가지 설계 방법에 비해 성능면에서 다소 떨어지고, control authority가 크게 나타났다. 따라서 인공위성 자세제어 설계를 위해 실무 관점에서 LMI 방법이 더 편리한 설계 알고리즘이라는 결론을 얻었다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.894-900
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• 2005

A new approach to the straightforward implementation of the unscented filter in a unit quaternion space is proposed for spacecraft attitude estimation. Since the unscented filter is formulated in a vector space and the unit quaternions do not belong to a vector space but lie on a nonlinear manifold, the weighted sum of quaternion samples does not produce a unit quaternion estimate. To overcome this difficulty, a method of weighted mean computation for quaternions is derived in rotational space, leading to a quaternion with unit norm. A quaternion multiplication is used for predicted covariance computation and quaternion update, which makes a quaternion in a filter lie in the unit quaternion space. Since the quaternion process noise increases the uncertainty in attitude orientation, modeling it either as the vector part of a quaternion or as a rotation vector is considered. Simulation results illustrate that the proposed approach successfully estimates spacecraft attitude for large initial errors and high tip-off rates, and modeling the quaternion process noise as a rotation vector is more optimal than handling it as the vector part of a quaternion.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제19권2호
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• pp.107-122
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• 2002

Multi-body spacecraft attitude and configuration control formulations based on the use of collaborative control theory are considered. The control formulations are based on two-player, nonzero-sum, differential game theory applied using a Nash strategy. It is desired that the control laws allow different components of the multi-body system to perform different tasks. For example, it may be desired that one body points toward a fixed star while another body in the system slews to track another satellite. Although similar to the linear quadratic regulator formulation, the collaborative control formulation contains a number of additional design parameters because the problem is formulated as two control problems coupled together. The use of the freedom of the partitioning of the total problem into two coupled control problems and the selection of the elements of the cross-coupling matrices are specific problems ad-dressed in this paper. Examples are used to show that significant improvement in performance, as measured by realistic criteria, of collaborative control over conventional linear quadratic regulator control can be achieved by using proposed design guidelines.

• 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.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.92.1-92
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• 2001

Sliding mode control of spacecraft attitude tracking with actuator, especially reaction wheel, is presented. The sliding mode controller is derived based on quaternion parameterization for the kinematic equations of motion. The reaction wheel dynamic equations represented by wheel input voltage are presented. The input voltage to wheel is calculated from the sliding mode controller and reaction wheel dynamics. The global asymptotic stability is shown using a Lyapunov analysis. In addition the robustness analysis is taken for nonlinear system with parameter variations and disturbances. It is shown that the controller ensures control objectives for the spacecraft with reaction wheels.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권1호
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• pp.42-47
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• 2010

본 논문에서는 모멘텀 교환장치인 휠을 사용하는 위성의 내고장 제어 문제를 다루고 있다. 2개의 휠만이 정상인 경우에 위성의 자세를 제어하는 것에 대한 연구결과를 제시한다. 두 가지 다른 형상의 휠 조합을 고려하였다. 요 축을 직접적으로 제어할 수 없는 조합에 대해서는 롤 각속도를 의사 입력으로 이용해서 원하는 요 각속도를 구현하였다. 결과적으로 세 축의 각속도 모두를 안정화시키고, 두 축의 자세각을 원하는 값에 수렴하도록 제어 할 수 있었다.