Measuring and Generation the speed of reaction wheel for Spacecraft Dynamic Simulator using the T-Method

위성동역학 시뮬레이터용 T-방식을 이용한 반작용휠 속도 측정 및 펄스 생성

The M-Method that measures the speed of actuator with counting the number of Reaction wheel Tacho Pulse has the many advantages such that a realization is simple and measuring time is uniform, but it also has the disadvantage that measuring speed becomes worse as the wheel speed goes lower. On the contrary, the T-Method that measures the time duration between the pulses is more accurate at lower-speed and its time delay is smaller than M-Method, but its realization is more difficult than M-Method because measuring time is varying with wheel speed variation. Thought M/T Method mixing M-Method with T-Method is widely used in order to measure the speed in the motor industrial area, one of two methods has been used in the spacecraft design area. Therefore, we try to apply both methods together to measuring the speed of Reaction Wheel, the core actuator for low earth orbit satellite. This paper provides the Reaction Wheel simulation board located in the Spacecraft Dynamic Simulator, ground support test set.

일정한 샘플링 시간 T마다 발생되는 반작용 휠 타코 펄스의 개수를 세어 구동기의 회전 속도를 측정하는 M 방식은 구현이 간단하고 측정 시간이 일정하다는 장점이 있으나, 저속에서 속도 측정의 해상도가 나빠진다는 단점이 있다. 그에 반해, 펄스와 펄스 사이의 시간 간격을 측정하는 T방식은 저속에서 정밀한 속도를 측정할 수 있으며 측정에 따른 시간 지연이 적다는 장점이 있다. 그러나 이 방법 역시 실제 구현 시 나눗셈이 필요하고 속도 측정 시간이 속도에 따라 가변되는 문제점이 있다. 현재 산업계에서는 전동기의 속도를 측정하기 위하여 M방식과 T방식을 조합한 M/T방식이 널리 사용되고 있지만, 현재 위성 분야에서는 M방식과 T방식중 하나만을 사용하고 있는 실정이다. 그럼으로, 저궤도 위성에서 핵심 구동장치로 사용되는 반작용 휠의 속도를 측정하기 위해서, 기존의 M 방식의 속도 측정방식에 저속에서의 속도 정확도 향상을 위하여 T 방식도 이용해서 속도 측정을 하려한다. 본 연구에서는 이러한 측정 요구조건을 만족할 수 있도록 지상 시험 장비인 위성동역학 시뮬레이터에서 반작용 휠의 모사를 위한 보드 설계를 제시하려 한다.