• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2012년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.420-424
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• 2012

A 2-axis gimbal system is one of main disturbance sources affecting on image jitter response of a satellite. The gimbal system can be rotated on its azimuth and elevation axes, resulting in variation of its moment of inertia and structural modes, so that generates non-linear vibration characteristics. In order to estimate the jitter response, it is an indispensable process to characterize micro-vibration disturbance of the 2-axis gimbal system. In the present research, the vibration characteristics of the 2-axis gimbal system was investigated with respect to the types of stepping motors. The micro-vibration tests were performed for 2-phase and 5-phase stepping motors. The test results show that the disturbance can be reduced with vibration attenuation ratio of 60% by replacing the 2-phase stepping motor with the 5-phase one.

• 전기학회논문지
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• 제67권11호
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• pp.1555-1561
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• 2018

Tracking and detecting targets by the millimeter wave seeker is affected by movement of platform. Stabilization equipments use an inertial sensor to compensate for disturbance of stabilizing gimbal or platform. In the direct line of sight stabilization system, an inertial sensor is mounted on inner gimbal to compensate the disturbance directly, so the performance is excellent and the implementation method is simple. However gimbal design requires somewhat larger volume. Since an inertial sensor is mounted on gimbal base in the indirect line of sight stabilization system, additional space of gimbal is not required for the gimbal design. However, this method does not directly compensate for the disturbance of the line of sight stabilization axis, which can degrade performance. In order to perform the tracking performance, two methods are analyzed for line of sight stabilization performance based on direct and indirect of a 2-axis gimbaled servo system for millimeter wave seeker in this study. The simulation and experimental results validate the performance comparison of two methods.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.1042-1048
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• 2012

A 2-axis gimbal system is one of main disturbance sources affecting image jitter response of a satellite. The gimbal system comprises azimuth stage and elevation stage, and these pointing mechanism can be rotated by stepping motors about its azimuth and elevation axes simultaneously. Because of the complex and coupled dynamic motion of the gimbal system, its moment of inertia and structural modes can be changed according to the system configuration, and thus the gimbal system generates complicated and non-linear disturbance characteristics. In order to improve the jitter response of a spacecraft, it is an indispensable process to reduce the micro-vibration disturbance level of the antenna system. In the present research, a 2-axis gimbal system was manufactured and then its micro-vibration test was performed in terms of two types of stepping motors(2-phase and 5-phase). The test results show that the disturbance level of the gimbal system can be reduced by replacing the 2-phase stepping motor with the 5-phase one, and the average disturbance attenuation ratio is 56 % in peak level and 48 % in standard deviation level. The experimental results confirm that it is an efficient jitter reduction method to adopt a high-phase stepping motor.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.117-123
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• 2013

서보 시스템에서 마찰과 같은 비선형 요소는 측정이 어려우며, 또한 정확한 예측이 어려워 보상하기가 쉽지 않다. 특히, 2축 안정화 짐벌 시스템에서 마찰은 큰 오차를 발생시켜 최종적으로 제어 성능을 만족시키지 못한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 관측기 등을 적용한 마찰 보상 연구가 많이 진행되어 왔으나 특정 조건에서만 적용되어 군수 분야에서 정밀도를 요하는 2축 안정화 짐벌 시스템에 적용하는데 제한적이다. 본 논문에서는 가장 일반적이면서 강인성이 입증된 PID 알고리즘을 변형시킨 PI-LEAD 알고리즘을 사용하여 모델링 및 시뮬레이션을 통해 마찰 보상 효과를 입증하고, 실제 2축 안정화 짐벌 시스템에 적용하여 효과를 검증한다. 성능시험을 통해 PI-LEAD 알고리즘이 마찰에 의한 오차를 최소화하여 정밀 서보 시스템에서 요구하는 성능을 만족하는 것을 검증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권8호
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• pp.140-147
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• 2015

본 논문에서는 불확실성 파라미터를 포함한 김발시스템의 상태궤환 강인제어기를 제안하였다. 제안한 제어기는 김발시스템 동역학 변화에 강인하도록 설계하였고, 위치 및 속도 정상상태 오차 감소를 위한 동적보상기를 상태변수에 추가하였다. 페루프 시스템의 안정도는 Lyapunov 안정도판별법을 이용하여 증명하고, 2축 김발시스템 모델링을 이용한 모의실험을 통해 제어기 성능입증을 수행하였다.

• 대한임베디드공학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.129-136
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• 2013

In this paper, a motion control system based on 2-axis gimbal system is designed and implemented to drive a high speed and precision. The proposed system consists of the RS-422 interface, 2-axis gimbal platform, servo control unit integrated with a high speed DSP chip-set, servo amplifier unit, potentiometer sensor unit, and resolver sensor unit. The servo control unit using the high speed DSP firmware is designed to get a fast response without an overshoot with step input and a RMS error of low probability with ramp input. The servo amplifier unit using a voltage control is designed to resolve the zero-crossing distortion for precise motion. To verify the performance and stability of the implemented system, experiments are performed through a measurement of the time and frequency domain response in a laboratory environment by using a PXI(PCI eXtentions for Instrumentation).

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1932-1934
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• 2001

In this paper, a horizontal LOS(line of sight) rate estimator for conventional sea skimming ASM(anti-ship missile) is proposed. A LOS rate dynamics model in 2 axis gimbal system and in homing geometry is derived. And a new LOS rate estimator is proposed by applying a Kalman filter theory to the LOS rate dynamics model. The proposed filter can estimate LOS rates with taking roll motions into account. Simulation results show the proposed filter produces smaller estimation errors than a conventional method.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권2호
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• pp.37-45
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• 2018

차세대 중형위성에 탑재되는 2축 짐벌식 안테나는 고해상도 영상정보를 효율적으로 지상국에 송신하기 위해 적용된다. 본 연구에서는 발사 진동환경에서 상기 2축 짐벌식 안테나의 구조 건전성을 보장하기 위해 발사구속장치의 적용을 포함한 구조설계를 수행하였으며, 이에 대한 설계유효성을 입증하고자 구조해석을 실시하였다. 우선 모드 해석을 통해 발사 및 궤도환경 하에서 발사구속장치가 각각 구속 및 해제됨에 따른 안테나의 동적응답특성을 예측하였다. 또한 준정적 해석을 통해 안테나 조립체에 대한 구조 건전성을 검토하였으며, 안테나 기저면과 위성체간의 체결부 I/F에 적용된 볼트에 대한 구조 건전성을 검토하였다. 마지막으로 발사구속장치의 구속력에 따라 Ball & Socket Interface의 소켓과 볼트머리 간에 발생하는 이격 (Gapping)을 비롯해 상기 Interface에 적용된 볼트 자체의 안전여유를 산출하여 발사구속장치의 적정 구속력 범위를 결정하였다.

• 전기학회논문지
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• 제60권12호
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• pp.2386-2391
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• 2011

Tracking and detecting targets by the millimeter wave seeker is affected by moving of platform. In order to perform the tracking performance, stabilization of a millimeter wave seeker which consists of 2-axis gimbals was considered in this study. The feasibility of the analysis and the 2-axis gimbal servo system modeling design were verified along with some simulation results.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권4호
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• pp.306-314
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• 2018

차세대 중형위성에 탑재되는 2축 짐벌형 X-밴드 안테나는 대용량 영상정보 송신 안테나로, 위성의 자세와 궤도 운동과 무관하게 자세 및 안테나 지향각에 따라 방위각 축과 고각축이 동시에 회전 구동하여 지상안테나를 지향하게 된다. 상기 안테나는 위성체 외부에 극심한 온도차를 보이는 궤도 열환경에 노출되며, 안테나 및 주요 구성품이 허용온도 범위 내를 유지할 수 있도록 열설계를 해야 한다. 본 논문에서는 2축 짐벌형 X-밴드 안테나의 열설계 유효성을 해석적으로 요구조건을 만족함을 확인하였으며, 시스템 열진공 시험 조건해석 및 궤도 운용조건에서의 열해석을 수행하여 히터 용량 및 듀티 사이클을 도출하였다. 아울러, 상기 안테나의 핵심 주요 구성품에 대한 허용온도 요구조건 충족 여부를 확인하였다.