• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2009년도 한국우주과학회보 제18권2호
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• pp.45.4-45.4
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• 2009

저궤도 위성에 사용된 반작용휠을 이용한 자세제어 로직의 임무기간 동안의 성능 변화 양상을 분석하였다. 분석에 사용한 저궤도 위성은 임무기간 3년에 고도 685km의 태양 동기 궤도이며 자세제어 센서로 별 추적기 2개를 사용하였고, 구동기로 반작용 휠 4개를 사용하였다. 시간에 따른 성능 감소 경향성을 분석하기 위해 2006년 8월부터 2009년 9월까지 원격측정 데이터를 분석하여 반작용휠을 이용한 자세제어기의 기동시의 기동각에 따른 수렴시간 분석을 수행하였다. 임무 초기에 수행한 기동 수렴시각과 임무 종료 시점 근처에서 수행한 기동 수렴 시각을 비교한 결과 여전히 초기와 유사한 성능을 보이고 있음을 확인하였다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제15권1호
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• pp.245-250
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• 1998

위성 체의 자세결정과 자세제어는 인공위성의 임무수행능력을 결정하는 중요한 요인으로 그 정밀도를 탑재된 센서와 자세제어 구동기의 성능에 의해 결정된다. 본 연구는 비선 형 제어이론과 선형 제어이론을 적용하여 4개의 반작용 휠을 사용하는 3축 안정화 지구지향위성의 자세 제어법칙을 디자인하고 작동범위의 크기에 따른 제어 방법의 적합성을 비교하였다. 또한 휠 속도 한계를 초과하는 것을 방지하기 위해 자기 토커를 사용하여 휠모멘텀을 제거할 수 있음을 확인하였다. 이 때 반작용 휠은 전력소모를 최소화시키도록 배치된 경우로, 자기 토커는 3축 직교 자기 토커로 가정하였다. 휠 속도를 제어하는 휠 토커의 크기는 한계 치를 초과하지 않도록 디자인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.967-974
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• 2017

반작용휠은 저속구간에서 마찰로 인해서 비선형 토크 응답을 보인다. 따라서 이 구간에서는 위성의 정밀한 자세제어를 달성하기 어렵다. 기존 연구들은 마찰력 보상이나 디더명령을 인가하는 방법을 사용하여 본 문제를 해결하려 하였다. 하지만 마찰력 모델링의 어려움이나 휠속도의 빈번한 영점 교차 때문에, 이러한 방법을 실제 위성 자세제어에 적용하기에는 어려움이 있다. 이를 해결하기 위해서, 자세오차에 따라서 자세제어기의 이득값을 조절하는 방법을 제안한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권10호
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• pp.853-861
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• 2016

본 연구에서는 자이로 미탑재 위성의 자세와 각속도를 결정하기 위해 반작용휠 각속도 정보를 활용하는 기법에 대하여 다룬다. 제안하는 알고리즘은 실제 궤도환경 조건에서도 위성의 자세와 각속도를 최적 추정 및 결정할 수 있도록 반작용횔의 각속도를 활용하여 확장칼만필터를 기반으로 설계하였다. 더욱이, 고려한 조건 중 하나인 외부교란의 추정도 같이 수행할 수 있도록 구성하였다. 알고리즘의 성능검증을 위해 수치 시뮬레이션을 수행하였으며, 반작용휠의 장착형태는 일반적으로 많이 사용되는 피라미드 형상을 가정하였다. 시뮬레이션 결과로부터 알고리즘의 성능과 타당성을 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권10호
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• pp.935-945
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• 2011

네 개의 반작용휠과 두 개의 제어모멘트자이로를 이용하여 X축 또는 Y축으로 위성을 고기동 시키는 자세제어방법에 대해서 연구해보았다. 일반적인 위성은 동일한 구동기들을 사용하므로 위성자세제어기를 먼저 설계하고 여기에서 나온 토크를 각 구동기에 할당하면 된다. 하지만 우리 위성은 출력토크 차이가 큰 반작용휠과 제어모멘트자이로로 이루어져 있기에 이러한 방법을 적용하는데 어려움이 있다. 이에 본 논문에서는 구동기 출력토크명령설계에 위성자세제어기를 포함시키는 방법을 사용하였다. 시뮬레이션을 통하여, 설계된 제어기법이 위성을 고기동 시키는 것을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.126-132
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• 2002

인공위성의 각종 탑재체에 의해 발생하는 미소진동은 위성의 고정밀 지향도를 떨어뜨리고 고해상도 카메라를 탑재하고 있는 다목적 실용위성 같은 경우, 위성 영상의 해상도 및 분해능을 저하시킨다. 본 논문에서는 인공위성체 미소진동의 가장 큰 요인 중의 하나로 작용하는 반작용휠의 미소진동 측정 기술, 동특성 해석 및 모델링 기술을 소개하고 이의 진동 저감 방법 등을 모색하였다. 이러한 기술들을 토대로 하여 반작용휠과 유사한 동특성을 가지는 진동 발생기를 제작, 미소진동을 측정하였고 수동 감쇄 재료를 이용하여 이를 저감 시키는 실험을 수행하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권2호
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• pp.107-119
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• 2013

네 개의 반작용휠과 두 개의 제어모멘트자이로를 이용하여 2축 고기동을 포함한 3축 자세제어방법을 연구하였다. 두 개의 제어모멘트자이로 때문에 발생하는 특이점에 대해 살펴보고 특이점을 탈출하는 방법을 제안하였다. 이 결과를 토대로 고기동을 위한 구동기 제어방법을 제안하였다. 아울러 자세제어 전후의 반작용휠과 제어모멘트자이로의 모멘텀이 유지되도록 하는 구동기 모멘텀 관리방법도 제안하였다. 시뮬레이션을 통하여 설계된 제어기법이 위성의 3축 제어 및 2축에 대한 고기동을 달성하며 구동기의 모멘텀도 보전하는 것을 확인하였다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2003년도 한국우주과학회보 제12권2호
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• pp.100-100
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• 2003

다목적실용위성 1호의 자세제어는 추력기를 이용한 방법과 반작용 휠을 이용한 방법으로 나눌 수 있다. 추력기를 이용한 방법은 위성이 안전모드에 진입하거나 궤도조정시 이용되며, 정상 운영모드에서 촬영임무를 수행할 때는 반작용 휠을 이용하여 위성의 자세를 제어하고 있다. 자세제어는 제로 모멘텀 바이어스(Zero Momentum Bias)를 이용하여 3축 제어방식을 사용하고 있다. 지구센서(CES, Conical Earth Sensor)와 자이로(Gyro)를 통하여 얻은 자세정보를 이용하여 위성의 탑재컴퓨터에서 제어로직을 수행하면 MDE(Motor Drive Electronic)를 통해 모멘텀을 입력받아 반작용 휠의 회전속도를 변화 시켜 자세제어를 수행한다. 본 논문은 위성의 임무기간 동안 반작용 휠을 이용하여 자세제어를 수행한 결과를 바탕으로 위성의 제로 모멘텀 바이어스를 통한 자세제어계의 변화를 분석하여 향후 연장 임무기간 동안 발생할 수 있는 운영상의 문제점을 확인하고, 이에 대한 조치 방법과 자세제어계의 운영 방안을 제시하고 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권9호
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• pp.827-832
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• 2012

본 논문에서는 저궤도 위성의 반작용 휠 속도 측정을 위해 M-방식과 T-방식 모두 검출가능한 보드를 설계하여 두 방식의 장점을 이용할 수 있도록 하고, 실제 위성탑재컴퓨터에 장착하여 시험을 수행하고 이를 통하여 그 설계의 유용성을 검증한다. 위성에서 반작용 휠은 위성의 자세를 변화시킬 수 있는 대표적인 구동기의 하나로 반작용 휠 구동모터의 회전에 의해 발생하는 회전관성에 의해 자세 제어를 수행하게 된다. 반작용 휠의 회전속도를 검출하는 방법으로는 일정한 주기 T 동안 발생된 반작용 휠 내부 타코 펄스를 세어 휠의 속도를 검출하는 M-방식과 휠에서 발생되는 타코 펄스들 간의 시간을 측정해서 속도를 검출하는 T-방식으로 나눌 수 있다. M-방식은 구현이 간단하고 측정 시간이 일정하다는 장점이 있으나, 저속에서는 속도 측정 분해능이 떨어진다는 단점이 있다. 그에 반해, 타코 펄스간의 시간을 측정하는 T-방식은 저속에서 정밀한 속도를 측정할 수 있으며 측정에 따른 시간 지연이 작다는 장점이 있다. 그러나 이 방법 역시 실제 구현에 있어서 연산이 복잡하고 속도에 따라 연산 속도가 달라진다는 단점이 있다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제25권4호
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• pp.481-490
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• 2008

반작용휠은 인공위성의 기동 및 자세제어에 사용되는 주요 구동기 중의 하나로 회전체의 속도를 변화시켜 발생하는 토크로 위성의 자세제어를 수행하므로 정밀한 자세제어를 위해서는 정확한 회전속도의 측정이 요구된다. 타코 펄스를 이용한 고속 회전모터의 대표적인 속도 측정방법에는 Elapsed-time측정방법과 Pulse-count측정방법의 두 가지가 있으며 이 연구에서는 반작용휠의 속도 측정을 하는 동안 발생할 수 있는 속도 측정의 오차 및 정밀도를 두 가지 방법에 대해 분석, 비교하였다. 그 결과 Pulse-count측정방법은 반작용휠의 등속 구동 시 회전속도에 상관없는 일정한 오차를 가지는데 비해 Elapsed-time측정방법은 회전속도가 작을수록 오차가 줄어드나 저속일 때 오차가 현저히 커질 수 있음을 해석적으로 확인하였다.