• 전자공학회논문지 IE
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• 제45권4호
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• pp.11-18
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• 2008

본 연구는 다족 로봇용 자세제어장치(ACS - Attitude Control System)인 관성측정 시스템(IMU) 의 H/W 설계와 자세제어 알고리즘 S/W을 설계하여 다관절용 로봇의 IMU 통합시스템을 구현 후 이 시스템의 동작성능을 검증하기 위해 Mtx와 MTx와의 성능을 비교 검증을 하고자 한다. ACS는 자이로와 가속도계 그리고 지자기 센서를 이용하여 항체의 롤, 피치각 자세를 제어하는 시스템이다. 일반적인 저가형 MEMS 관성센서로는 오차가 심하게 발생하여 항체의 정확한 위치를 계산하기 힘들다. 본 연구에서는 ACS 개발하기 위하여 상용의 MEMS 가속도계 및 자이고 센서, 추가적으로 지자기 센서를 사용하여 관성측정 시스템(IMU)을 표현한다. 구현된 IMU 시스템에 자세계산 프로그램을 내장하여 일정 성능을 보장하는 롤, 피치, 요 자세각 알고리즘을 설계하여 시스템에 포팅한다. 본 연구에서는 자이로와 가속도계 출력을 혼합하여 롤, 피치각을 보상함으로써 지속적으로 일정 수준이상의 성능을 보장하는 ACS를 구현하기위해 목표 플랫폼에 적재하여 실시간으로 구동하여 포팅하고 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2283-2285
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• 2001

This paper proposed to a neural network based fuzzy control (neuro-fuzzy control) technique for attitude control of helicopter with strongly dynamic nonlinearities and derived a helicopter aerodynamic torque equation of helicopter and the force balance equation. A neuro-fuzzy system is a feedforward network that employs a back-propagation algorithm for learning purpose. A neuro-fuzzy system is used to identify nonlinear dynamic systems. Hence, this paper presents methods for the design of a neural network(NN) based fuzzy controller(that is, neuro-fuzzy control) for a helicopter of nonlinear MIMO systems. The proposed neuro-fuzzy control determined to a input-output membership function in fuzzy control and neural networks constructed to improve through learning of input-output membership functions determined in fuzzy control.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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• pp.91-91
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• 2000

In this paper, the error compensation method of the attitude reference system with low-cost IMU is proposed. In general, the attitude error calculated by gyro grows with time. Therefore the additional information is required to compensate the drift. The attitude angles can be bound by accelerometer mixing algorithm and the heading angle can be aided by GPS velocity information. The Kalman filter is used for error compensation. The result is verified by comparing with the attitude calculated by medium-grade IMU, LP-81.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권2호
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• pp.107-119
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• 2013

네 개의 반작용휠과 두 개의 제어모멘트자이로를 이용하여 2축 고기동을 포함한 3축 자세제어방법을 연구하였다. 두 개의 제어모멘트자이로 때문에 발생하는 특이점에 대해 살펴보고 특이점을 탈출하는 방법을 제안하였다. 이 결과를 토대로 고기동을 위한 구동기 제어방법을 제안하였다. 아울러 자세제어 전후의 반작용휠과 제어모멘트자이로의 모멘텀이 유지되도록 하는 구동기 모멘텀 관리방법도 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 설계된 제어기법이 위성의 3축 제어 및 2축에 대한 고기동을 달성하며 구동기의 모멘텀도 보전하는 것을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제26권1호
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• pp.31-46
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• 2009

An Unscented Kalman Filter (UKF) for estimation of the attitude and rate of a spacecraft using only magnetometer vector measurement is developed. The attitude dynamics used in the estimation is the nonlinear Euler's rotational equation which is augmented with the quaternion kinematics to construct a process model. The filter is designed for small satellite in low Earth orbit, so the disturbance torques include gravity-gradient torque, magnetic disturbance torque, and aerodynamic drag torque. The magnetometer measurements are simulated based on time-varying position of the spacecraft. The filter has been tested not only in the standby mode but also in the detumbling mode. Two types of actuators have been modeled and applied in the simulation. The PD controller is used for the two types of actuators (reaction wheels and thrusters) to detumble the spacecraft. The estimation error converged to within 5 deg for attitude and 0.1 deg/s for rate respectively when the two types of actuators were used. A joint state parameter estimation has been tested and the effect of the process noise covariance on the parameter estimation has been indicated. Also, Monte-Carlo simulations have been performed to test the capability of the filter to converge with the initial conditions sampled from a uniform distribution. Finally, the UKF performance has been compared to that of the EKF and it demonstrates that UKF slightly outperforms EKF. The developed algorithm can be applied to any type of small satellites that are actuated by magnetic torquers, reaction wheels or thrusters with a capability of magnetometer vector measurements for attitude and rate estimation.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권3호
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• pp.45-52
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• 2018

본 논문에서는 현재 대표적으로 사용되고 있는 멀티콥터 오픈소스 기반 비행제어 컨트롤러인 Pixhawk의 내부루프 알고리즘 분석에 대해 연구한 내용을 다룬다. Pixhawk의 내부루프 알고리즘은 위치제어기, 자세제어기로 나눌 수 있는데, 위치 제어기는 목표로 이동하기 위한 멀티콥터의 자세를 제시하며 자세제어기는 원하는 자세로 변할 수 있도록 구동기에 작용하는 요구 추력과 모멘트 변화를 발생시킨다. 여기서 위치제어기는 멀티콥터의 급격한 자세변화를 방지하기 위해 적절한 관계식을 이용하여 요구 가속도 및 속도에 대해 제한을 하고 있는 것을 확인 할 수 있다.

• 동력기계공학회지
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• 제16권1호
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• pp.91-97
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• 2012

It is being accelerated to develop environment-friendly vehicles to solve problems on the energy and environment of earth. The electric driving motor commonly installed in these vehicles has the excellent control capability such as fast response and accurate generation to torque control command. Especially, in-wheel motor has the additional merit such as independently driving each wheel in vehicle. Recently, being developed various control algorithm to enhance the safety and stability of vehicle motion using actively the merits of in-wheel motor. In addition to that, being issued the possibility of enhancing the ride comfort and attitude of vehicle motion such as pitching and rolling. In this paper, investigate the theoretical relationship between the braking/driving force and the motion of sprung mass of vehicle and propose the control method to enhance the ride comfort and attitude of vehicle motion. The proposed control method is proved through the simulation with vehicle model provided by TruckSim software which is commercial one and specializes in vehicle dynamics.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권7호
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• pp.499-507
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• 2019

고정익 항공기의 수학적 모델이 잘 알려져 있음에도 불구하고, 넓은 비행 영역에서 모델링 오차를 고려하여 설계 제어 성능을 달성하기 위한 다양한 연구가 있다. 본 논문은 레벤버그-마쿼트 알고리듬을 적용한 모델-참조 적응 제어 법칙과, 이를 이용한 고정익 무인항공기의 피치 자세 제어에 대한 연구를 소개한다. 또한 모델-참조 적응 제어의 기준 모델을 모델의 동특성에 기인하여 결정함으로써 성능지표를 제시한다. 설계한 적응 법칙의 성능은 시뮬레이션과 비행실험을 통해 검증했다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제28권4호
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• pp.345-354
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• 2011

Earth acquisition is to solve when earth can be visible from satellite after Sun acquisition during launch and early operation period or on-station satellite anomaly. In this paper, the algorithm and test result of the Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS) Earth acquisition are presented in case of on-station satellite anomaly status. The algorithms for the calculation of Earth-pointing attitude control parameters including those attitude direction vector, rotation matrix, and maneuver time and duration are based on COMS configuration (Eurostar 3000 bus). The coordinate system uses the reference initial frame. The constraint calculating available time-slot to perform the earth acquisition considers eclipse, angular separation, solar local time, and infra-red earth sensor blinding conditions. The results of Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI) are compared with that of the Astrium software to validate the implemented ETRI software.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.640-645
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• 2013

This paper presents a step length estimation algorithm for Pedestrian Dead Reckoning using linear calibrated ZUPT (zero velocity update) with a foot mounted IMU. The IMU consists of 3 axis accelerometer, gyro and magnetometer. Attitude of IMU is estimated using an inertial navigation algorithm. To increase accuracy of step length estimation algorithm, we propose a stance detection algorithm and an enhanced ZUPT. The enhanced ZUPT calculates firefighter's step length considering velocity error caused by sensor bias during one step. This algorithm also works efficiently at various motions, such as crawling, sideways and stair stepping. Through experiments, the step length estimation performance of the proposed algorithm is verified.