• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.127-134
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• 2016

본 논문에서는 원판의 반작용을 이용하는 역진자의 강인 자세 제어를 위한 강인 제어 기법을 소개한다. 이를 위해 원판 반작용을 이용하여 자세 조정이 가능한 시스템을 설계한다. 설계된 시스템의 수학적 모델을 구하고 그 수학적 모델을 이용하여 제어기를 설계한다. 설계한 강인 제어 기법은 두 부분으로 구성되어 있다. 초기에는 역진자의 swing up을 위한 수동성 기반의 제어기(passivity based control)를 사용하고 역진자의 자세가 수직 위치 근방에 오면 강인 안정화 제어기로 제어기를 변경한다. 강인 안정화 제어기가 필요한 이유는 역진자 시스템에서 관성 모멘트를 불확실성을 다루기 위함이다. 모의 실험과 실제 실험을 통해 제안하는 제어기가 효과적으로 원판 반작용에 기반한 역진자의 자세 제어를 달성함을 보인다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권3호
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• pp.45-50
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• 2004

위성의 성공적인 임무 수행을 위한 자세 안정화와 성능요구조건을 만족하기 위해서 반작용휠 제어로직의 설계가 중요하다. 실제 위성궤도 상에서 발생하는 여러 가지 불확실성으로 인해 지상실험을 통해 획득한 모델 파라미터 값들만으로 제어로직을 설계하는데 한계가 있다. 그러므로 위성이 궤도상에 있을 때의 반작용휠 입력 및 출력 데이터를 이용하여 모델 파라미터를 보정하고 자세제어기에 반영하는 것이 요구된다. 본 논문에서는 다목적실용위성의 Telemetry 데이터를 활용한 시스템인식 (System Identification)을 수행하였고, 이를 통한 반작용휠의 모델 파라미터를 추출한다. 또한, 반작용휠을 모델링 하고 또한 제어기설계에 사용된 모델 파라미터를 추출하여 지상실험 데이터와 비교분석한다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2010년도 한국우주과학회보 제19권1호
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• pp.31.2-31.2
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• 2010

편대비행 위성이 공동의 임무를 수행하기 위해서는 편대를 이루는 위성의 각기 다른 초기 오차와 다양한 외란 환경에서도 자세 동기화를 이룰 수 있는 기법이 필요하다. 이 연구에서는 편대비행위성의 자세 동기화를 위하여 비선형 시스템에 대한 준최적 제어기법인 SDRE(State-Dependent Riccati Equation)에 기반한 추적 제어기가 사용되었다. 반작용 휠이 포함된 위성의 자세 동역학이 SDRE 추적 제어기를 구성하는데 이용된다. 이를 Leader/Follower 편대비행 시스템에 적용하며, 기준 자세를 추적하는 Leader 위성의 자세를 Follower 위성이 추적하여 자세 동기화를 이룰 수 있다. MATLAB과 SIMULINK를 이용한 수치해석적 시뮬레이션으로 추적 제어기의 성능을 검증하였으며, 이에 대한 실시간 HIL(Hardware-In-the-Loop) 시뮬레이션이 수행되었다. 무중력 환경을 모사하는 에어베어링시스템과 세 개의 반작용 휠을 장착한 자세제어 HILS(Hardware-In-the-Loop Simulator)는 PC104 타입의 임베디드 컴퓨터에서 SIMULINK의 xPC Target을 이용한 실시간 시뮬레이션 환경을 제공하며, 이에 적용되는 SDRE 추적 제어기는 이산화되어 설계되었다. 또한 SDRE 추적 제어기에 대한 안정성을 보장하는 영역이 추정되어 위 추적 제어기가 위성 편대비행에 적합한 자세 동기화 기법임을 보였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권12호
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• pp.1225-1231
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• 2009

인공위성의 반작용 휠 클러스터는 보통 4개의 반작용 휠로 구성이 된다. 각각의 반작용 휠은 인공위성의 자세 축과 일치하게 배치되지 않기 때문에 하나의 반작용 휠에 고장이 일어난 경우 반작용 휠 자체의 센서를 이용한 방법 외에는 고장 분리가 매우 어렵다. 본 논문에서는 이중 필터를 이용하여 고장 검출에 효과적인 파라미터를 구성하고, 인공위성의 반작용 휠 각각이 정지 고장을 일으킬 경우를 가정하여 이중 필터와 다중 가설 필터를 이용하여 반작용 휠의 고장분리기를 설계하였다. 또한 이를 4개의 반작용 휠로 자세제어가 이루어지는 인공위성 시스템에 적용한 시뮬레이션으로 고장 검출 및 분리 성능이 향상되는 것을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권2호
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• pp.98-106
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• 2013

본 논문에서는 슬라이딩 모드 제어와 간단한 적응 법칙을 이용하여 반작용 휠 고장에 대한 고장 허용 제어 법칙을 제안한다. 위성의 동역학식에 시스템 파라미터 오차와 고장 불확실성을 고려하여 자세 제어 법칙을 설계하였다. 고장은 구동기 고장인 반작용 휠 고장만을 고려하였으며, 반작용 휠 고장은 곱 형태로 반영된다. 제안된 자세 제어 법칙은 르야프노프 안정성 이론을 통해 안정성을 확인하였고, 수치 시뮬레이션을 통하여 기존의 슬라이딩 모드 제어기와 비교하였으며 위성의 자세 각속도가 안정화되지 않은 경우 제안된 적응 슬라이딩 자세 제어기가 고장에 더욱 빠른 응답 속도를 갖는 것을 확인하였다.

• 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.

• 제어로봇시스템학회지
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• 제3권3호
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• pp.29-35
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• 1997

본 논문에서는 인공위성의 자세를 측정하는 장치로서 태양센서, 지구수평센서, 자이로스코프, 별센서, 자장계 등의 자세감지장치와 궤도조정 및 자세제어를 하기 위한 모멘텀 휠, 반작용 휠, 가스 제트 추력기 등 각종 구동장치의 기술적 특성에 대해서 검토하고자 한다. 본 논문의 주목적은 최근 국내에서 활발히 추진되고 있는 인공위성 개발 사업 관련 위성체와 관련된 일반의 관심을 증대시키고 관련 실무 지식을 소개하고자 하는데 있다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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• pp.1334-1337
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• 1997

A spacecraft attitude control ground hardware simulator development is discussed in the paper. The simulator is called KT/KARI HILSSAT(Hardware-In-the Loop Simulator Single Axis Testbed), and the main structure consists of a single axis bearing and a satellite main body model on the bearing. The single axis tabel as ans experimental hardware simulator that evaluates performance and applicability of a satellite before evolving and/or confirming a mew or and old control logic used in the KOREASAT is developed. Attitude control of spaceraft by using reaction wheel is performed.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.1103-1106
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• 1996

Disturbance Accommodating Attitude control logic for 3-axis stabilized spacecraft is designed and compared with PIID control logic. PID controller provide the zero steady error for constant disturbances. PIID controller detect and cancel disturbances upto the ramp input. PID control logic is designed as the main control logic. We designed the disturbance observer to detect the effect of disturbance using the sinusoidal function. The detected disturbance are compensated by the additional control logic. The comparison simulation is conducted between PIID and PIID with DAC. The simulation results show that PIID with DAC shows the better attitude pointing accuracy.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2004년도 한국우주과학회보 제13권1호
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• pp.61-61
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• 2004

과학기술위성 1호(STSAT-1)는 위성의 자세를 제어하기 위하여 Reaction Wheel Assembly(RWA)를 적용하였으며, 위성의 무게중심에 Wheel의 회전수에 비례하는 관성모멘트를 발생시켜 자세를 제어하였다. 과학기술위성 2호(STSAT-2)는 과학기술위성 1호에 적용하였던 반작용휠(RWA)과 펄스형태로 동작시켜 위성의 자세 및 궤도제어를 위하여 요구하는 추력을 얻을 수 있는 펄스형 전기 추진시스템(Pulsed Plasma Thruster: PPT)이 탑재된다. (중략)