• 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.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권6호
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• pp.543-552
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• 2011

가장 효과적인 모멘텀 교환장치인 CMG(Control Moment Gyro)는 고기동성이 요구되는 위성에 필수적이다. 본 논문에서는 고기동성이 요구되는 소형 인공위성을 위한 Single-Gimbal CMG(SGCMG)에 대한 하드웨어 개발에 필요한 동역학식을 정리하였으며 이를 사용하여 CMG 설계에 필요한 요구사항이 도출되었다. 또한 도출된 요구사항에 따라 출력토크가 1.2Nm인 소형 CMG 성능검증 모델이 제작되었으며, 에러분석 및 성능시험이 수행되었다. 최대 출력토크, 김벌 과도응답특성, 최소 출력토크, 출력토크오차, 김벌 각속도 오차 등을 성능시험 항목으로 선정하어 실험 측정하였고, 시험 결과를 통해 설계 결과를 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제8권4호
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• pp.102-108
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• 2004

고성능 액체로켓엔진 개발을 위하여 터보펌프를 사용하는 재생냉각형 액체로켓엔진시스템의 배치안을 마련하였다. 엔진시스템을 구성하는 부품들에 대하여 각각의 특성을 고려하고 현실적으로 제작 및 조립이 가능하도록 3차원 디지털 모형을 제작하여 검증하였다. 1단 엔진시스템은 1축 김벌링을 하며 4개의 엔진 조립체로 클러스터링할 수 있도록 설계하였다. 2단용 엔진시스템은 2축 김벌링을 하며 1개의 엔진 조립체로 구성하였다. 1단 및 2단 엔진시스템의 조립 및 분해 공정 그리고 관련 프로그램 또한 개발하였다. 그리고 엔진시스템의 조립 및 분해 공정을 효율적으로 수행하기 위하여 여러 형태의 전용 치/공구 또한 설계하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권2호
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• pp.172-178
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• 2015

제어 모멘트 자이로(control moment gyroscope, CMG)는 고토크 발생 장치로서 인공위성 뿐만 아니라 항공, 선박, 자동차, 로봇 등의 다양한 산업분야의 자세안정화와 기동 시스템에 적용될 수 있다. 본 논문은 여러 산업분야에서 적용할 수 있는 100Nm급 CMG 개발 전반에 대한 내용을 다룬다. 이를 위해서 CMG 시스템레벨 요구사항 분석, 모터 서브시스템 설계/제작/조립, 시험장치 구성, 성능시험 및 평가에 대한 개발과정과 결과를 제시한다. 스핀모터와 김벌모터를 설계조건에서 구동하여 CMG의 토크출력이 120Nm 이상 생성됨을 성능시험을 통해 확인한다.

• 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.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.1099-1102
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• 1996

In this paper, roll/yaw attitude control of spacecraft using a double gimbaled wheel is discussed with two feedback controllers designed. One is a PD controller with no phase difference between roll and yaw control input. The other is a PD controller with a phase lag compensator about the yaw control input. The phase lag compensator is designed as a first order system and a lag parameter is designed for the yaw angle control. There are two case simulations for each controller ; constant disturbance torques and initial errors of nutation at motion. We obtain the results through simulations that steady-state error and rising time of yaw angle are determined by the compensator. Simulation parameters used in this study are the values of KOREASAT F1.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제11권11호
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• pp.920-929
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• 2005

This paper presents controller design method for nonlinear radar gimbal system with parameter uncertainty and time delay. In order to consider nonlinearity of gimbal bearing frictional torque, we firstly represent fuzzy model for the nonlinear gimbal system, which is achieved by fuzzy combination of linear models through nonlinear fuzzy membership functions. And secondly we propose a delay dependent fuzzy $H_\infty$ controller design method for the delayed fuzzy model with parameter uncertainty and design radar gimbal controller. The designed controller stabilize gimbal system and guarantee $H_\infty$ performance. A computer simulation is given to illustrate stabilized control performances of the designed controller.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.1064-1069
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• 2015

Control Moment Gyro (CMG) has been used as an indirect actuator of a single-wheel robot system GYROBO, developed at Chungnam National University. The flip motion of the gimbal system produces the gyroscopic motion onto the body system while the body motion also produces the gyroscopic motion onto the gimbal system inversely. In this paper, the intuitive equation of the inverse gyroscopic effect is derived as the direct relation between the rate of the body system and the rate of the gimbal system. Experiments on the inverse gyroscopic effect under the chaotically generated disturbance are conducted. Experimental data are approximated by a linear equation using the least square method.

• 한국정밀공학회지
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• 제12권6호
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• pp.52-63
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• 1995

This paper presents a detailed derivation of the equations of motion for the stable member of a four-axis platform. Gimbal bearing friction is considered for motion analysis. First, dynamic characteristics of platform, gimbal and gyro with Coulomb friction are studied due to vehicle's angular motion. Second, Vehicle's motion is assumed the sinusoidal function and dynamic characteristics of platform, gimbal and gyro are studied. Conclusively, considering effects of Coulomb friction, they could not follow the vehicle's angular motion and have constant errors. In case of sinusoidal motion, relative angles for each gimbal are amplified, but they are sinusoidal function with almost the same phases.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권11호
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• pp.1885-1895
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• 1997

As track density needs to increase to the order of 10, 000 tpi, the suspension has become a critical component in hard disk drives. One of the main obstacles to attain high track density is the structural resonances of the suspension in lateral direction. We investigate the suspension dynamics through the experimental modal analysis and the finite element method. An LDV (Laser Doppler Vibrometer) is employed to measure the response of the suspension which is excited by a shaker and an inpulse hammer for the free condition and the loaded condition, respectively. After comparing the experimental and numerical results, we study how the initial geometry of the bend region affects the suspension dynamics. It is found that the natural frequency of the sway mode decreases as the bend ratio and the bend angle increase. The shape of torsional mode changes as the mass of a slider increases, resulting in a local decrease in the natural frequency.