Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences (한국항공우주학회지)

The Korean Society for Aeronautical and Space Sciences (한국항공우주학회)
권호 표지

On the Attitude Control of a Satellite with Incomplete Set of Reaction Wheels

불완전 리액션 휠 세트를 갖는 위성의 자세 제어기법 연구

Hwang, Jai-Hyuk;Lee, Seong-Choon;Oh, Hwa-Suk;Eun, Jong-Won
황재혁;이성춘;오화석;은종원

  • Published : 19970800

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Abstract

Attitude control of a satellite is the process of orienting the satellite in a specified, predetermined direction. It consists of attitude stabilization and attitude maneuver control. In this study, when a part of actuators of the satellite becomes out of order, an alternative control algorithm has been suggested using the remaining actuators as a backup means. When two of four reaction wheels of the satellite fail, the alternative control algorithm for attitude control depends on the positions of the failed reaction wheels. When the failed wheels are placed opposite to each other, it is possible to control the attitude of the satellite using the only remaining two reaction wheels. However, when they are placed adjacent to each other, the attitude control would still be possible using the proper combination of the remaining wheels and dissimilar actuators. It has been found by a series of simulation that the currently suggested control algorithm would be successful in controlling the attitude of the satellite with defective reaction wheels.

인공위성의 자세제어계는 위성의 임무 수행시 주어진 지향정밀도를 유지하기 위해 위성체의 회전동작을 제어하는 역할을 한다. 위성의 자세제어는 자세안정화와 자세거동으로 나누어 진다. 본 연구에서는 인공위성 자세제어계의 작동기 중 일부분이 고장일 때 잔존장비로의 임무를 수행하는 방법을 연구하였다. 본 연구에서 다루는 위성은 작동불능 리액션 휠의 위치에 따라 잔존 리액션 휠 만으로 인공위성을 주축에 대해 독립적으로 회전시킬 수 있는 경우와 없는 경우로 나눌 수 있다. 전자의 경우 가스 제트 추력기를 사용하여 각속도를 안정화시킨 후 리액션 휠 만으로 위성의 자세를 안정화 시키는 방법을 제안하였다. 후자의 경우에는 리액션 휠과 외부 제어토크의 조합을 이용하여 위성의 자세를 제어할 수 있는 가능성을 보였다. 본 연구의 결과로부터, 리액션 휠이 4개 중 2개까지 고장나는 경우 백업(backup)용 자세제어 알고리즘으로 전환하면 위성의 정상거동이 가능하다고 판단된다.

Keywords

References

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