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문제 정의
- 특히 최근 지난 10년동안 소용량 토크 발생 CMG가 개발되어 미국의 Worldview와 프랑스의 Pleiades 같은 중대형 인공위성에 장착되어 기동 성능을 개선시켜왔다. 본 논문은 CMG 기반 위성체의 관성모멘트(Moment of Inertia)의 변화를 이용한 이득조절 자세제어기의 설계방법을 소개한다. 이득조절기법은 1990 년도부터 산업계의 비선형시스템 제어분야에 널리 적용되어온 기법으로서 동작점에서 대상 플랜트를 선형화하여 선형제어기법은 적용할 수 있는다는 장점을 가진다.
- 본 논문은 CMG 의 김벌각을 이용한 위성체 자세제어 이득조절기법을 제안하였다. 모의시험을 통해서 자세제어 수렴속도 및 정상상태 오차가 기존의 PD 제어기에 비해 성능이 개선됨을 확인하였다.
- 이에 본 논문은 CMG의 김벌(Gimbal) 회전각을 이득조절을 위한 조절 파라미터로 수식화하여 제어기 구동시 김벌각에 따라 제어이득을 변화시킨다. 본 논문은 모의시험을 통해 기존의 PD 제어기와의 성능 비교를 통해 제안된 방법의 유용성을 확인한다.
- 이득조절기법은 1990 년도부터 산업계의 비선형시스템 제어분야에 널리 적용되어온 기법으로서 동작점에서 대상 플랜트를 선형화하여 선형제어기법은 적용할 수 있는다는 장점을 가진다. 이에 본 논문은 CMG의 김벌(Gimbal) 회전각을 이득조절을 위한 조절 파라미터로 수식화하여 제어기 구동시 김벌각에 따라 제어이득을 변화시킨다. 본 논문은 모의시험을 통해 기존의 PD 제어기와의 성능 비교를 통해 제안된 방법의 유용성을 확인한다.
가설 설정
- 모의시험을 위해서 Figure 1과 같은 제어루프를 구성하여 정현파형으로 변화하는 명령자세에 대한 CMG 김벌 각속도, CMG 의 MOI 변화, 자세오차 등을 기존의 쿼터니언 기반 PD 제어기[1]와 비교하였다. 이때 사용한 위성체의 MOI 는 [50,60,70]kgm2, 초기 김벌각에서의 CMG MOI 는 [0.9, 0.7, 1.3]kgm2, CMG 경사각은 53.13 deg을 가정하였다.
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