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Attitude Dynamics Model-Based Gyroless Attitude Estimation for Agile Spacecraft
Sung-Hoon Mok,SooYung Byeon,Hyochoong Bang,Yoonhyuk Choi 제어로봇시스템학회 2018 제어로봇시스템학회 국제학술대회 논문집 Vol.2018 No.10
With increasing demand for high-agility spacecraft, the importance of accurate attitude estimation in high-agility condition is gradually increasing. In previous high-cost spacecraft missions, high-quality gyroscopes were able to be employed and the conventional gyro-based Kalman filter has provided accurate attitude estimates. However, in low-cost missions such as CubeSat missions, high-quality gyroscopes usually cannot be adopted due to its expensive price and large size/power/mass, and this leads to performance degradation in high-agility condition. This proceeding presents a simple example that illustrates how high-agility condition induces performance degradation in a classical gyro-based Kalman filter framework. Then, an alternative attitude estimation method that is based on a model-based gyroless Kalman filter framework is proposed. Numerical results demonstrate that the proposed gyroless filter could exhibit comparable attitude estimation performance, compared to the gyro-based filter, when gyro performance belongs to an industrial grade (such as MEMS gyros). The proposed gyroless filter could be implemented as a main attitude estimation method or as a backup estimation method, depending on available gyros’ performance.
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기계적으로 다른 환경에서 예쁜 꼬마선충의 기는 파형 변화
김대연(Daeyeon Kim),변수영(Sooyung Byeon),김세호(Seho Kim),신현정(Jennifer Hyunjong Shin) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集B Vol.36 No.2
예쁜 꼬마선충은 모델 생물로서 지금까지 행동과 이를 제어하는 신경세포들 사이의 관계를 밝히기 위한 많은 연구들이 수행되었다. 본 연구에서는 표면의 강성이 다른 고체 환경에서 꼬마선충의 운동관련 적응행동을 연구하였다. 꼬마선충은 고체 위에서 움직일 때 기는 파형을 조절함으로써 기계적으로 다른 환경에 적응을 한다. 즉, 외부환경이 더 단단해질수록 꼬마선충의 기는 파형의 진폭과 파장이 감소하게 된다. 흥미로운 사실은 기계적인 감각에 결함이 있는 돌연변이의 경우 정상 꼬마선충과는 다른 적응행동을 보인다는 것이다. 이것은 기계적으로 다른 환경에 효과적으로 적응하기 위해서 기계적인 자극을 감지하고 반응하고 적응하는 기작이 있음을 의미한다. 이에 본 연구에서는 꼬마선충이 기계적으로 다른 환경에 적응하는 과정을 설명할 수 있는 신경회로 모델을 제안하였다. The nematode Caenorhabditis elegans is a widely used model organism in biological research. Thanks to the availability of well-established knowledge about its neural connectivity, a wide range of studies have been attempted to uncover the relationship between behaviors and the responsible neurons. In our research, the adaptive behavior of C. elegans in solid environments with different surface rigidities is investigated, where the worm adapts to different mechanical stiffnesses by modulating its crawling waveform. The amplitude and wavelength of the crawling waveform decrease as the environment becomes more rigid. Interestingly, the mechanosensation-defective mutant shows different responses to the surface rigidity compared to those of the wild-type worm. To explain the adaptation process in mechanically different environments, we suggest a plausible neural circuit model.
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