저궤도 위성체의 모델링 및 자세제어 기법에 관한 연구

A Study on Modelling and Attitude Control Techniques of LEO Satellite

  • 노영환 (우송대학교 철도전기.정보통신학부)
  • Lho, Young-Hwan (Department of Railroad Electricity and Information Communication, Woosong University)
  • 발행 : 2009.11.25

초록

반작용과 자이로를 사용하는 저궤도 위성체의 3축 제어에서 반작용휠은 휠 속도나 운동량으로 제어토크를 만들고 자이로는 자세각과 자세각속도를 측정한다. 본 논문에서 저궤도 위성체의 다이나믹 모델링은 기본적인 본체만을 고려한 강체에 태양전지판 등을 고려한 연성체의 회전운동방정식과 반작용휠로 구성된다. 강인제어기$(H_\infty)$는 외란에 의한 모델이 가변될 수 있는 강체 및 연성체를 포함한 플랜트를 안정화시키기 위해 적용하였으며, 기존 저궤도 위성체를 안정화시키기 위해 사용된 PI 제어기와 성능을 비교하여 자세제어에 필요한 위상제어의 우수성을 보여주는데 있다.

In the three axis control of Low Earth Orbit (LEO) satellite by using reaction wheel and gyro, a reaction wheel produces the control torque by the wheel speed or momentum, and a gyro carries out measuring of the attitude angle and the attitude angular velocity. In this paper, the dynamic modelling of LEO is consisted of the one from the rotational motion of the satellite with basic rigid body model and a flexible model, in addition to the reaction wheel model. A robust controller $(H_\infty)$ is designed to stabilize the rigid body and the flexible body of satellite, which can be perturbed due to disturbance, etc. The result obtained by $H_\infty$ controller is compared with that of the PI (Proportional and Integration) controller, which has been traditionally using for the stabilizing LEO satellite.

키워드

참고문헌

  1. KOMPSAT Attitude & Orbit Control Subsystem Critical Design Audit, Vol 1/1, Oct. 8, 1996
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  3. Agrawal, B.N., Design of Geosynchronous Spacecraft, Prentice-Hall Inc., 1986
  4. Peter Dorato, 'Analytic Feedback System Design: An Interpolation Approach', 1999
  5. Hidenori Kimura, 'Chain-Scattering Approach to H-infinity Control', 1996
  6. 노영환, 진익민, 김한돌, '저궤도 위성체의 강인제어연구 (A Robust Control of LEO Satellites)', 제 13차 한국자동제어학술회의 논문집 (Proceedings of the 13th Korea Automatic Control Conference) 부산, 1998. 10. 15-17