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문제 정의
- 본 논문에서는 PPT를 이용하여 자세를 제어할 때 연료를 절약하기 위한 새로운 방법을 제안하였다. 이 방법은 퍼지 제어기 설계시 최소 연료를 사용하여 지향 정밀도를 유지하는 요구 조건을 결합한 것이다.
- 본 논문에서는 현존하는 PPT 시스템을 살펴보고 PPT의 간단한 수학적 모델을 제시한다. 자세제어기로써의 PPT의 사용가능성을 살펴 보기 위해 우리별 3호(KITSAT-3)를 위성 모델로 선택하였고 전형적인 우리별 3호의 임무에 대해 PPT를 사용한 비례미분(proportional derivative, PD) 제어기와 퍼지 로직 제어기법을 검증하였고 아울러 연료 절감을 위한 가중 퍼지 제어기를 제안하였다.
- 본 논문은 우주비행체의 자세제어를 위한 플라즈마펄스추력기(PPT)의 사용 가능성에 대한 연구를 실제 임무 환경에 적용하여 연구하였다. 설정한 임무는 초기자세획득모드, 영상촬영모드, 지구지향모드와 최대 전력 추적 모드이었다.
- 제어기가 비교되었다. 이 단계에서 초기 자세 각 오차는 lOdeg 이고 최대 각속도 오차는 0.5deg/s를 갖는 경우가 두 제어기를 사용하는 PPT 자세 제어기의 가능성 연구를 위해 사용되었다. 그 결과는 기본 퍼지 제어기에 대해 Fig.
가설 설정
- 각속도 제어기가 필요하고 2) 영상 촬영 모드를 위한 빠른 응답의 제어기가 요구된다. 그리고 3) 지구 지향 모드와 최대 전력 추적 모드, 초기 자세 획득 이후의 태양 지향 단계에서는 느린 응답의 제어기로 충분하다.
- ・ 다른 전기추진 시스템에 비해 전력 소모가 작다.
- ・ 작동 지연 시간이 짧다.
- ・ 저추력과 높은 대역폭의 특성 때문에 빠르고 정밀한 제어에 적합하다.
- ・ 추진제 특성이 우주 환경에 적합하다. ・ 구조가 간단하다.
- 본 논문에서 모든 퍼지 제어기는 같은 출력멤버쉽 함수를 갖는 것으로 설정하였다.
- 본 논문에서 사용하고자 하는 PPT는 주기 2Hz, 0.5-100W 의 입력 전력에서 작동한다고 가정한다. 비추력은 1200s 이고 평균 임펄스 비트는 100 μ Ns 이 며 추력 은 1.
- 4 는 2000년 여름 우리별 3호가 지구를 한 바퀴 도는 동안 롤 축에 대한 외란의 크기를 나타낸 것이다. 본 논문에서는 해석을 간단히 하기 위해 최악의 외란 토크가 계속 가해지는 것으로 가정하였다μ 1]. 고려된 외란은 공기역학적 항력, 태양풍, 중력과 자기력이다.
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