• 제목/요약/키워드: Direct Multiple-Shooting method

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Finding Optimal Controls for Helicopter Maneuvers Using the Direct Multiple-Shooting Method

  • Kim, Min-Jae;Hong, Ji-Seung;Kim, Chang-Joo
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제11권1호
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    • pp.10-18
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    • 2010
  • The purpose of this paper deals with direct multiple-shooting method (DMS) to resolve helicopter maneuver problems of helicopters. The maneuver problem is transformed into nonlinear problems and solved DMS technique. The DMS method is easy in handling constraints and it has large convergence radius compared to other strategies. When parameterized with piecewise constant controls, the problems become most effectively tractable because the search direction is easily estimated by solving the structured Karush-Kuhn-Tucker (KKT) system. However, generally the computation of function, gradients and Hessian matrices has considerably time-consuming for complex system such as helicopter. This study focused on the approximation of the KKT system using the matrix exponential and its integrals. The propose method is validated by solving optimal control problems for the linear system where the KKT system is exactly expressed with the matrix exponential and its integrals. The trajectory tracking problem of various maneuvers like bob up, sidestep near hovering flight speed and hurdle hop, slalom, transient turn, acceleration and deceleration are analyzed to investigate the effects of algorithmic details. The results show the matrix exponential approach to compute gradients and the Hessian matrix is most efficient among the implemented methods when combined with the mixed time integration method for the system dynamics. The analyses with the proposed method show good convergence and capability of tracking the prescribed trajectory. Therefore, it can be used to solve critical areas of helicopter flight dynamic problems.

Direct Multiple Shooting Induction of Taraxacum

  • Gou, Xiaoxia;Kim, Jae-Hak;Hong, Soon-Kwan
    • 한국자원식물학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.522-527
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    • 2009
  • Plants of the genus Taraxacum are well-known as a traditional herbal remedy with a long history, and they have also been extensively used as food, chemicals and cosmetics. In this study, four Taraxacum species distributed in Korea (T. mongolicum, T. officinale, T. mongolicum variation and T. officinale variation) were utilized for an efficient method for direct multiple shooting induction and regeneration, using leaf blade, transition zone, petiole and root as explants in MS media with various hormone concentration and combination. MS medium containing IAA 0.2 mg/L and TDZ 1.0 mg/L showed the highest induction frequency of all the hormone combinations. Besides, the induction of T. mongolicum variation was most effective comparing with the other three species by the average induction frequency of four explants. While the induction effect of leaf blade explant was more obvious than the other three explants. This system exhibited a rapid propagation of shoots from the leaf blade explants and makes it convenient to make use of these Taraxacum species to develop their diverse applications in the future.

중개궤도를 이용한 지구-달 천이궤적의 설계 및 분석 (The Earth-Moon Transfer Trajectory Design and Analysis using Intermediate Loop Orbits)

  • 송영주;우진;박상영;최규홍;심은섭
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제26권2호
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    • pp.171-186
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    • 2009
  • 이 연구에서는 미래 한국의 달 탐사에 대비, 지구-달 천이궤적을 설계하고 분석하였다. 궤적 설계는 최소연료로 지구 주차궤도에서부터 달 임무궤도까지 도달하는 모든 단계에 대해서 실시하였으며 미래 한국의 달 탐사 개발 계획에 실질적인 도움이 되기 위해 2017년, 2020년, 2022년으로 각각 나누어 설계를 하였다. 탐사선의 운동방정식의 구현을 위하여 태양, 지구, 달의 중력에 의한 섭동력이 포함된 N체 운동 방정식을 사용하였으며 보다 실질적인 우주환경의 모사를 위하여 지구의 비대칭 중력장(Geopotential), 태양 복사압(Solar radiation pressure) 그리고 달의 J2 섭동에 의한 영향도 고려하였다. 임무 설계를 위해 가정된 추력은 순간 추력(Impulsive thrust)으로 가정하였으며 발사체의 성능은 현재 개발 예정인 KSLV-2로 가정하였다. 미래 한국의 가상 달 탐사선이 지구-달 천이 궤적(Trans Lunar trajectory)에 진입하는 방법으로는 지구 주차 궤도에서 직접 진입 하는 방법과 여러번의 타원 중개 궤도를 거친 후 지구-달 천이 궤적으로 진입하는 방법을 모두 이용하였다. 아울러 TLI(Trans Lunar Injection) 기동시 탐사선의 대전 지상국에서의 가시성에 따른 기동의 크기에 대한 영향이 분석되었다. 이 연구를 통한 임무 설계 결과는 달 탐사 임무 설계를 위한 발사 가능 시기(launch opportunity), 성공적인 임무 수행을 위한 임무 단계별 최적의 기동량 및 해당 궤도의 특성 그리고 다양한 임무 파라미터등의 해석을 포함하고 있다. 임무 설계 결과, 미래 한국이 쏘아 올릴 수 있는 달 탐사선의 전체 질량은 해당 임무의 수행시기 보다는 초기 지구 출발 궤도의 초기 고도와 발사제의 초기 궤도 투입 성능에 따라 더욱 크게 좌우됨을 확인하였다.