Passive attitude stabilization method has been widely used for attitude determination and control of cube satellite due to its advantage of system simplicity. In this paper, permanent magnet stabilization method for application of cube satellite attitude control has been introduced and its performance with and without hysteresis damper system has been investigated through a numerical simulation. The simulation results indicate that the permanent magnet stabilization combined with hysteresis damper shows much higher stabilization performance than the system without damper system.
This paper focuses on attitude stabilization performance improvement of the quadrotor flying robot. First, the dynamic model of quadrotor flying robot was estimated through PEM (Prediction Error Method) using experimental input/output data. And attitude stabilization performance was improved by increasing the generation frequency of PWM signal from 50 Hz to 500 Hz. Also, the controller is implemented using a standard PID (Proportional-Integral-Derivative) controller augmented with feedback on angular acceleration, allowed the gains to be significantly increased, yielding higher bandwidth. Improved attitude stabilization performance is verified by experiment.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제6권6호
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pp.859-872
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2008
In this paper, the problem of partial asymptotic stabilization of nonlinear control cascaded systems with integrators is considered. Unfortunately, many controllable control systems present an anomaly, which is the non complete stabilization via continuous pure-state feedback. This is due to Brockett necessary condition. In order to cope with this difficulty we propose in this work the partial asymptotic stabilization. For a given motion of a dynamical system, say x(t,$x_0,t_0$)=(y(t,$y_0,t_0$),z(t,$z_0,t_0$)), the partial stabilization is the qualitative behavior of the y-component of the motion(i.e., the asymptotic stabilization of the motion with respect to y) and the z-component converges, relative to the initial vector x($t_0$)=$x_0$=($y_0,z_0$). In this work we present new results for the adding integrators for partial asymptotic stabilization. Two applications are given to illustrate our theoretical result. The first problem treated is the partial attitude control of the rigid spacecraft with two controls. The second problem treated is the partial orientation of the underactuated ship.
The attitude dynamics of KITSAT-1 are modeled including the gravity gradient stabilization method. We define the operation scenario during the initial attitude stabilization period by means of a magnetorquering control algorithm. The required constraints for the gravity gradient boom deployment are also examined. Attitude dynamics model and control laws are verified by analyzing in-orbit attitude sensor telemetry data.
Passive attitude stabilization method has been widely usde for attitude determination and control of cube satellite due to its advantage of system simplicity. The permanent magnet installed on the cube satellite passively controls the attitude of the satellite such that the satellite is aligned with the earth magnetic field. In this paper, on-orbit thermal behavior of the cube satellite with the permanent magnet attitude stabilization method has been investigated through on-orbit thermal analysis. THe orbit profile obtained from the aforementioned attitude control method has been reflected in the analysis. The analysis results indicate that the thermal design proposed in this study is effective for satisfying the temperature requirements of the commericial mission equipments.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제9권1호
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pp.76-84
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2008
This paper is mainly concerned with the vision-based attitude stabilization of a quad-rotor UAV. The methods for attitude control rely on computing the roll and pitch angles of the vehicle from a two-camera vision system. One camera is attached to the body-fixed x-axis and the other to the body-fixed y-axis. The attitude computation for the quad-rotor UAV is performed by image processing consisting of Canny edge and Hough line detection. A proportional and integral controller is employed for the attitude hold autopilot. In this paper, the quad-rotor UAV is modeled by 6-DOF nonlinear equations of motion that includes rotor aerodynamics with blade element theory. The performance of the proposed method is evaluated through 3D environmental numerical simulations.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제8권2호
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pp.67-75
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2007
An attitude control problem for a tethered spacecraft is studied. The tethered spacecraft is viewed as a multi-body spacecraft consisting of a base body, a massless tether that connects the base body and an end mass, and tether actuator dynamics. Moments about the pitch and roll axes of the base spacecraft arise by control of the point of attachment of the tether to the base spacecraft. The control objective is to stabilize the attitude of the base spacecraft while keeping the perturbations of the tether small. Analysis shows that linear equations of motion for the tethered spacecraft are not completely controllable. We study two different control design approaches: (1) we decouple the attitude dynamics from the tether dynamics and we design a linear feedback to achieve stabilization of the attitude dynamics, and (2) we decouple the controllable modes from the uncontrollable mode using Kalman decomposition and we design a linear feedback to achieve stabilization of the controllable modes. Simulation results show that, although it is difficult to control the tether, the tether motion can be maintained within an acceptable range while stabilizing the attitude dynamics of the base spacecraft.
제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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pp.793-798
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1993
In this study the attitude control of the KOREASAT is investigated. The KOREASAT is a geostationary satellite and its 3 attitude angles, namely, roll, pitch and yaw angles, are stabilized by using the 3-axis stabilization technique. In the pitch control loop, the pitch attitude angle received from the earth sensor is processed in the attitude processing electronics by using PI type control logic, and the control command is sent to the momentum wheel assembly to generate the control torque by varying the wheel rate. The roll/yaw attitude control is performed by activating a magnetic torquer or by firing appropriate thrusters. The magnetic torquer interacts with the earth magnetic field to produce the control torque, and the thrusters are used to control the larger roll attitude errors. In this study dynamic modelling of the satellite is performed. And the earth sensor, the momentum wheel, and the magnetic torquer are mathematically modelled. The 3-axis attitude control logic is implemented to make the closed-loop system and simulations are carried out to verify the implemented control laws.
히스테리시스 댐퍼를 조합한 영구자석과 중력붐을 적용한 수동형 자세제어 안정화 방식은 시스템의 단순화가 가능하여 임무목적에 따라 큐브위성의 자세제어에 용이하게 적용되고 있다. 상기의 자세제어 안정화 방식을 적용한 경우, 큐브위성의 자세 프로파일은 상이하며, 본 논문에서는 각각의 자세제어 방식 적용에 따른 큐브위성의 열적 특성을 궤도 열해석을 통해 분석하였다. 또한, 통신용 안테나 장착 등의 목적으로 태양전지셀이 장착되지 않는 판넬 표면의 상이한 열코팅 적용에 따른 큐브위성의 열적 영향을 분석하였다.
International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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제3권2호
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pp.1-12
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2002
This paper considers the robust and optimal three-axis attitude stabilization of rigid spacecraft with inertia uncertainties. The attitude motion of rigid spacecraft described in terms of either the Cayley-Rodrigues parameters or the Modified Rodrigues parameters is considered. A class of robust nonlinear control laws with relaxed feedback gain structures is proposed for attitude stabilization of rigid spacecraft with inertia uncertainties. Global asymptotic stability of the proposed control laws is shown by using the LaSalle Invariance Principle. The optimality properties of the proposed control laws are also investigated by using the Hamilton-Jacobi theory. A numerical example is given to illustrate the theoretical results presented in this paper.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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