• 한국통신학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.505-514
• /
• 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.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제37권7호
• /
• pp.669-677
• /
• 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.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
• /
• 제4권2호
• /
• pp.255-270
• /
• 2006

In this paper, a design method of nonlinear autopilot for ship-to-ship missiles is proposed. Ship-to-ship missiles have strongly coupled dynamics through roll, yaw, and pitch channel in comparison with general STT type missiles. Thus it becomes difficult to employ previous control design method directly since we should find three different solutions for each control fin deflection and should verify the stability for more complicated dynamics. In this study, we first propose a control loop structure for roll, yaw, and pitch autopilot which can determine the required angles of all three control fins. For yaw and pitch autopilot design, missile model is reduced to a minimum phase model by applying a singular perturbation like technique to the yaw and pitch dynamics. Based on this model, a multi-input multi-output (MIMO) nonlinear autopilot is designed. And the stability is analyzed considering roll influences on dynamic couplings of yaw and pitch channel as well as the aerodynamic couplings. Some additional issues on the autopilot implementation for these coupled missile dynamics are discussed. Lastly, 6-DOF (degree of freedom) numerical simulation results are presented to verify the proposed method.

• International Journal of Automotive Technology
• /
• 제8권6호
• /
• pp.753-760
• /
• 2007

In this paper, a roll and pitch estimation algorithm using a set of accelerometers and wireless sensor networks(S/N) is presented for use in a passenger vehicle. While an inertial measurement unit(IMU) is generally used for roll/pitch estimation, performance may be degraded in the presence of longitudinal acceleration and yaw motion. To compensate for this performance degradation, a new roll and pitch estimation algorithm is proposed that uses an accelerometer array, global positioning system(GPS) and in-vehicle networks to get information from yaw rate and roll rate sensors. Angular acceleration and roll and pitch approximation are first calculated based on vehicle kinematics. A discrete Kalman filter is then applied to estimate both roll and pitch more precisely by reducing noise from the running engine and from road disturbance. Finally, the feasibility of the proposed algorithm is shown by comparing its performance experimentally with that of an IMU in the framework of an indoor test platform as well as a test vehicle.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.97-106
• /
• 2017

PURPOSES: This study aims to evaluate the effects of vehicle dynamic behaviors on ride quality. METHODS : Simulation and field test were conducted to analyze the behavior of a driving vehicle. The simulation program CarSIM was applied and an INS (Inertial Navigation System) was used for field experiments. A small simulator was developed to simulate vehicle behavior such as roll, pitch, and bounce. The panels evaluated the ride quality in five stages from "very satisfied"to "very dissatisfied."Experiments were conducted on a total of 144 cases of vehicle behavior combinations. RESULTS :In both simulation and field tests, pitch is the largest and yaw the smallest. Especially in the field test, the amount of yaw is very low, about 7% of pitch and 18% of roll. The sensitive and extensive analysis conducted related ride quality with changing the frequency and amplitude. It was found that the most sensitive frequency range is 8 Hz across all amplitudes. Moreover, the combination of the roll and bounce was most sensitive to the ride quality at the low-frequency range. CONCLUSIONS : This result show that the vertical vehicle behavior (bounce) as well as the rotational behavior (roll and pitch) are highly correlated with ride quality. Therefore, it is expected that a more reasonable roughness index can be developed through a combination of vertical and rotational vehicle behavior.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제18권4호
• /
• pp.688-696
• /
• 2017

This paper presents an integrated roll-pitch-yaw autopilot using an equivalent based sliding mode control for skid-to-turn nonlinear time-varying missile system with lumped disturbances in its six-equations of motion. The considered missile model are developed to integrate the model uncertainties, external disturbances, and parameters perturbation as lumped disturbances. Moreover, it considers the coupling effect between channels, the variation of missile velocity and parameters, and the aerodynamics nonlinearity. The presented approach is employed to achieve a good tracking performance with robustness in all missile channels simultaneously during the entire flight envelope without demand of accurate modeling or output derivative to avoid the noise existence in the real missile system. The proposed autopilot consisting of a two-loop structure, controls pitch and yaw accelerations, and stabilizes the roll angle simultaneously. The Closed loop stability is studied. Numerical simulation is provided to evaluate performance of the suggested autopilot and to compare it with an existing autopilot in the literature concerning the robustness against the lumped disturbances, and the aforesaid considerations. Finally, the proposed autopilot is integrated in a six degree of freedom flight simulation model to evaluate it with several target scenarios, and the results are shown.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제9권1호
• /
• pp.66-75
• /
• 2008

In this work, we explore the feasibility of roll-pitch-yaw integrated autopilots for high angle-of-attack missiles. An investigation of the aerodynamic characteristics of a surface-to-air missile is presented, which reveals the strong effects of cross coupling between the longitudinal and lateral dynamics. Robust control techniques based on $H_{\infty}$ synthesis are employed to design roll-pitch-yaw integrated autopilots. The performance of the proposed roll-pitch-yaw integrated controller is tested in high-fidelity nonlinear five-degree-of-freedom simulations accounting for kinematic cross-coupling effects between the lateral and longitudinal channels. Against nonlinearity and cross-coupling effects of the missile dynamics, the integrated controller demonstrates superior performance when compared with the controller designed in a decoupled manner.

• 한국자기학회지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.106-113
• /
• 1994

초전도 반발식 자기부상열차의 동특성을 해석하기 위하여 외력에 의하여 대차가 기울어진 경우에 차량에 가해지는 전자력을 계산하였다. 집중부하방식의 열차에 있어서 크게 나타나는 단부효과 를 고려하기 위하여 공극자속의 형태에 대한 가정없이 자속분포를 계산하였으며, 대차의 옆질(roll), 뒷질(pitch) 및 편주(yaw)시의 전자력특성과 복원토오크를 검토하였다. 6개의 초전도자석이 탑재된 대 차가 차량의 양쪽에 설치된 열차에 대해서 계산한 결과, 토오크의 방향은 차량을 안정하게 하는 방향 으로 나타나서 본 자기부상시스템은 기본적으로 안정한 시스템임을 보여주고 있다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제43권7호
• /
• pp.648-656
• /
• 2015

능동 합성개구레이더 위성의 주요기동은 SAR 안테나 방향을 바꾸기 위한 롤축 기동이다. 그리고 도플러 중심주파수 변화를 최소화하기 위하여 요축 기동이 요구된다. 따라서 토크/모멘텀 용량을 대부분 롤축으로 그 다음으로 요축으로 할당하는 것이 합리적이다. 하지만 궤도 조정 때문에 가끔씩 피치축으로 중심으로 큰 각도의 회전이 요구된다. 본 논문에서는 롤축과 요축의 연속회전을 통한 피치축 기동시간 단축 방법에 대해서 살펴본다. 이들 두 축이 피치축에 비해서 기동성능이 좋기 때문에, 피치축을 중심으로 큰 회전이 요구될 때는 기동시간 단축이 가능하다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.265-274
• /
• 2019

본 논문은 저가형 AHRS(: Attitude Heading Reference System)센서를 이용하여 무인 운송체(Unmanned vehicle)의 자세를 무향 칼만 필터 (Unscented Kalman filter)통해 추정하는 방법을 제안한다. 측정된 가속도와 지구자기장 값을 이용하여 UKF의 보정 단계에서 사용될 자세를 계산한다. 롤 (roll)과 피치 (pitch)는 가속도로부터 구해지며 요 (yaw)는 지구 자기장을 이용하여 연산한다. 이때 사용되는 지구자기장 측정값은 강철 효과(hard-iron effect)와 연철 효과(soft-iron effect)에 의해 쉽게 왜곡되기 때문에 계산된 요의 불확실성이 롤이나 피치의 불확실성에 비하여 크다. 본 논문은 이러한 불확실성을 줄이기 위하여 측정된 지구자기장에 포함된 편차성분을 추정하고 보정하여 더 정밀한 요값을 구한다. 제안된 방법을 수조에서의 무인 운송체 항법 실험을 통하여 검증하였다. 실험결과, 자세 추정 성능이 개선되고 이에 따라 위치 추정 성능도 개선됨을 확인하였다.