3-Axis Modeling and Small Angle Maneuver Including Vibration Suppression for a Satellite

인공위성의 3축 모델링과 진동억제를 포함한 소각선회

There are several methods in the mathematical modeling of a satellite with flexible appendages. In this paper, the hybrid Lagrange's equations of motion using assumed modes method are derived. The assumed modes method is one of approximate methods which have shorter calculation time due to low-dimension compare with FEM. These consist of three-equations about angular velocities and two-equations about flexible deformations, and physically represent interaction between hub and solar panel. In an attitude control, a control law is designed to minimize a given performance index considering not only control input but also vibration suppression. For these purpose, this paper applies LQG and LQG/LTR schemes to this model and finally show the capability for attitude control including vibration suppression. Especially, this paper shows the method of assumption as nonsingular system through singular value division for LQG/LTR design.

유연체 부착물을 갖는 인공위성의 수학적 모델링에 관한 방법은 몇 가지들이 있다. 본 논문에서는 FEM에 비해 차수가 낮아 계산시간을 줄일 수 있는 근사화 방법중 하나인 추측모드법을 사용한 하이브리드 라그랑지 방정식을 유도하였다. 이것들은 각속도에 관한 세개의 식들과 유연변위에 관한 두개의 식들로 이루어지며, 위성 본체와 태양전지판의 상호작용을 표현한다. 자세제어에 있어서, 제어법칙은 제어입력뿐만 아니라 진동억제를 포함한 성능지수를 최소화하도록 설계하였다. 이 목적을 위해 본 논문은 LQG와 LQG/LTR 제어기를 사용하였고, 결과로는 진동억제를 고려한 소각선회 성능을 보여준다. 특히, 본 논문에서는 특이시스템을 특이값 분리에 의한 비특이시스템 가정법을 통한 LQG/LTR 설계를 보여준다.