일반기술

특이점 문제를 개선한 제어 모멘트 자이로스코프 및 그 구동방법

기술의 개요 - 본 기술은 특이점 문제를 개선시키기 위해 김벌 각을 변화시키는 구동 제어부의 제어 하에서 회전하는 제어 모멘트 자이로스코프(CMG) 클러스터의 구동 방법에 있어서, 사용자가 원하는 제어 토크 명령(u) 신호를 입력하는 단계와, 김벌 각(γ)과 구동 시간 간격(T) 동안에 김벌이 구동되어 나타나는 구조적 변화를 포함하는 다음과 같은 목적 함수(V)가 최소가 되도록 하는 김벌 각 속도(γ)의 신호를 계산하여 생성하는 단계와, 생성된 김벌 각 속도 신호에 따라 각각의 김벌을 회전시키는 단계로 이루어진다. - 본 기술은 태양 복사 압력을 이용하여 태양 궤도에 있는 인공 물체의 자세 안성성을 향상시키고 우주 임무를 성공적으로 완성하는 중요한 부분이다. 지구 궤도 및 정지 궤도에 위치하고 있는 인공위성의 자세제어에 중요하게 작용한다.기술의 특징 - CMG 구동시 나타나는 특이점 문제를 피하는 것이 아니라, 김벌각은 물론 특이점 조건의 물리적 상태를 포함하는 신규의 목적 함수를 설정하고, 이 목적 함수가 최소가 되는 조건을 찾아내는 신규의 구동 법칙을 이용하여 특이점 문제를 해결하였다.기술의 장점 - 본 기술은 신규의 CMG 구동 제어 방식에 따르면, CMG를 구동시키기 위하여 선행되는 김벌 각 속도를 구할 때, 그 해를 구할 수 없는 상태, 즉 특이점 상태가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 본 기술을 CMG에 적용하게 되면, 사용자는 자신이 원하는 대로 CMG를 회전시켜 토크를 발생시킬 수가 있게 되고, 따라서 정확한 자세 제어를 구현이 가능하다.