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영공간 벡터를 이용하여 위성(B)의 3축 제어를 위해 사용되는 N개의 반작용휠(W1, W2, --- WN) 모멘텀 분배 방법에 있어서,
N개의 휠이 자세제어 및 안정화를 위해 사용된다고 가정하고, 각 휠의 최대 속도를 Wi,max라 하고, 최대 모멘텀을 Hi,max라 하면(여기서, i = i번째 휠토크임), 휠의 현재 속도 및 현재 모멘텀을 실시간으로 측정하고 이 측정된 현재 속도 및 현재 모멘텀을 사전 설정된 최대 속도(Wi,max) 및 최대 모멘텀(Hi,max)과 비교하는 단계(S10)와;
상기 (S10) 단계를 통해 현재 속도 및 현재 모멘텀과 최대 속도(Wi,max) 및 최대 모멘텀(Hi,max)의 차에 따라 영토크(Tn)를 계산하는 단계(S20)와;
상기 (S20) 단계에 의해 획득한 영토크에 위성의 자세제어 및 안정에 필요한 휠 토크(Ta)를 더하는 단계(S30) 및;
상기 (S30) 단계에 의해 획득한 휠의 입력토크를 이용하여 휠을 최적의 바이어스 모멘텀 상태에 이르도록 하는 단계(S40)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 영공간 벡터를 이용한 반작용휠 모멘텀 분배 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 영토크 계산 단계(S20)에서 현재 속도와 현재 모멘텀이 최대치에 도달하지 않은 경우에는 각 휠의 모멘텀을 휠 steering matrix C를 사용하여 3축으로 하기의 (1)과 같이 표현하고(여기에서 C은 3 x N 행렬, Hw는 휠의 각운동량, Hx, Hy, Hx는 위성 각 축의 각운동량),
(1)
PI 제어기를 설계하여 휠의 속도를 최적의 속도로 정규화 하는데 요구되는 휠 토크(Tw)를 구하고, 하기의 식(2)를 통해 영토크를 산출하며(여기에서, Tn은 영공간 행렬을 사용하여 얻은 휠의 영토크이며, I는 4 x 4 단위 행렬(Identity matrix)임),
(2)
상기 영토크를 하기의 식(3)을 통해 위성체의 자세변화에 영향을 주는 토크 명령값 Ta에 합산하여,
(3)
최적의 바이어스 모멘텀을 산출하는 것을 특징으로 하는 영공간 벡터를 이용한 반작용휠 모멘텀 분배 방법
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제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 영토크 계산 단계(S20)에서 현재 속도와 현재 모멘텀이 최대치에 도달했을 경우에는, 현재 위성의 자세제어 및 안정에 필요한 휠 토크 를 입력값으로 하고, 휠 steering matrix C를 이용하여 영벡터(Vi)를 계산하며, 최대 모멘텀에 도달한 휠의 토크를 Ta,i라고 할 때, 휠에 합해질 영 토크는 해당 휠의 Tcmd,i가 영이 될 수 있도록 Tn,i값을 선택한 후
(4)
상기 식(4)에 의해 영토크를 구하는 것을 특징으로 하는 영공간 벡터를 이용한 반작용휠 모멘텀 분배 방법
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삭제
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제 3 항에 있어서, 상기 영토크를 위성의 자세제어에 요구되는 토크 Ta와 합하여 휠에 입력되는 토크를 산출하는 단계는,
(8)
상기 식(8)을 통해 산출한 휠의 입력토크를 이용하여 반작용휠을 최적의 바이어스 모멘텀 상태에 이르도록 하는 것을 특징으로 하는 영공간 벡터를 이용한 반작용휠 모멘텀 분배 방법
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