[공학] HILSSAT을 이용한 인공위성 지상 자세제어 실험

HILSSAT을 이용한 인공위성 지상 자세제어 실험
초록
인공위성을 개발 하는데 있어 위성체의 자세제어 시스템이 성능을 만족하는지 알아보기 위해 HILSSAT(1축 인공위성 지상 자세제어 시뮬레이터)을 이용한다. 본 실험은 Simulink를 이용해 1축 자세안정화를 위한 위성체 시스템 모델링과 PD제어기를 적용하여 얻은 값을 HILSSAT을 이용한 자세제어실험에 적용한다. 실험 결과와 Simulink로 모델링한 값을 비교분석한다.

Ⅰ. 서론

위성체가 발사체에서 분리되어 정해진 궤도에 도달하여 부여된 임무를 받고 수행한 후 폐기되는 전 과정에서 위성체가 정해진 임무를 제대로 수행하는 데에 있어서 필수적인 것은 위성체의 운동이 안정화 상태에 있는 것이다. 만약 위성체가 안정화 상태를 벗어나 미래의 운동 상태를 예측하지 못한다면, 주어진 어떠한 임무도 수행할 수 없다. 이처럼 위성체 안정화의 여부는 위성체 운용의 성공 여부에 직결되는 것으로 위성체 안정화 장치의 연구 개발은 위성체 연구 개발에 있어 가장 중요한 부분이다.
이와 같은 이유로 위성체의 안정화 장치 시스템이 정상적인 작동을 하는지 알아보기 위해 HILSSAT(Hardware?In?The-Loop Simulation Single Axis Test bed : 1축 인공위성 자세제어 시뮬레이터)을 이용한다.
본 실험은 비례-미분 제어기를 이용하여 모멘텀 휠을 구동시켜 요축 자세제어를 수행한다. 실험에서 사용한 장치는 위성의 요축 운동을 나타내는 1축 회전 시뮬레이터이며, 모멘텀 휠 아래위로 에어베어링을 설치해 시뮬레이터와 지지대 사이의 마찰력을 최소화하여 우주공간에서의 중력장을 나타낼 수 있도록 하였다.

Ⅱ. 실험 이론

2.1 인공위성 자세제어 시스템
위성체의 자세 안정화 장치는 그 안정화 기법에 따라 여러 가지 형태로 구성될 수 있으나 기본적인 구성은 그림1과 같이 나타낼 수 있다.
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