KR102062677B1 - 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102062677B1
KR102062677B1 KR1020180091211A KR20180091211A KR102062677B1 KR 102062677 B1 KR102062677 B1 KR 102062677B1 KR 1020180091211 A KR1020180091211 A KR 1020180091211A KR 20180091211 A KR20180091211 A KR 20180091211A KR 102062677 B1 KR102062677 B1 KR 102062677B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pulse
signal
valve
pulse signal
generating
Prior art date
Application number
KR1020180091211A
Other languages
English (en)
Inventor
김규동
박성우
박희성
박정언
양정환
Original Assignee
한국항공우주연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공우주연구원 filed Critical 한국항공우주연구원
Priority to KR1020180091211A priority Critical patent/KR102062677B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102062677B1 publication Critical patent/KR102062677B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B64G1/244—Spacecraft control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/40—Arrangements or adaptations of propulsion systems
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

본 발명은 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스의 제어를 위한 동기 신호(Time Mark)의 입력이 중단되거나 소실되는 경우, 위성 자세 및 궤도 운영 안정성을 위한 Fault management 측면에서 밸브를 제어할 수 있는 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

Description

인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법 {Output fire pulse control system and method of satellite attitude controlling valve}
본 발명은 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스의 제어를 위한 동기 신호(Time Mark)의 입력이 중단되거나 소실되는 경우, 위성 자세 및 궤도 운영 안정성을 위한 Fault management 측면에서 밸브를 제어할 수 있는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
도 1은 정상적인 상황에서의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템을 나타낸 도면이며, 도 2는 정상적인 상황에서의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 타이밍도이다.
정상적인 상황에서의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템은, Thruster Valve 구동용 펄스를 생성하는 블록으로 Thruster Valve의 구동 펄스는 Command Counter값에 의해 시간을 가변할 수 있도록 설계되어 있다.
Count 1 당 5ms의 폭으로 8bit 길이의 Register에 따라 구동용 펄스의 출력 시간을 설정할 수 있다. Count 값이 수신되면 load CNT 상태로 대기하며 Fire 신호가 오면 Hold Counter 상태가 된다. 이 후, 4Hz Time Mark 신호(qtr)가 수신되면 Counting1 상태로 천이되며, output fire pulse는 Counting 되는 동안 유지되게 된다. 다음 qtr을 위한 Counter 값이 Load 되면 Counting2 상태가 되며 다음 qtr에서 계속해서 output fire pulse를 유지하게 된다.
상세하게는, 도 1에 도시된 바와 같이, IDLE(대기상태)에서 Count 값이 수신되면 load CNT1 상태로 대기하며 인공위성 탑재컴퓨터로부터 Fire 신호가 오면 Hold Counter 상태가 된다.
이 때, fire 신호로 폭(Duration)이 포함된 레지스터 명령을 수신받게 되며, 도 2에서 'set VDE_FIRING_CMD'에 해당된다.
이 후, 탑재컴퓨터로부터 4Hz Time Mark 신호(qtr)가 수신되면 Counting1 상태로 천이되면서, 동기된 A1 count가 발생하게 되고(도 2에서 'A1'에 해당), output fire pulse는 Counting 되는 동안 유지되게 된다. 다음 qtr을 위한 Counter 값이 Load 되면 Counting2 상태(5ms 주기의 내부 count로 다음 주기의 qtr가 수신되기 전까지 counting하며, 도 2에서 'B1 ~ B49'에 해당)가 되며 다음 qtr에서 계속해서 output fire pulse를 유지하게 된다.
B49에 도달하는 시점을 Counting_end로 표시하였으며, 해당 시점에서 탑재컴퓨터로부터 다음 주기의 qtr이 들어오는지, 새로운 Fire 신호(폭(Duration)이 포함된 레지스터 명령)가 들어오는지 판단하여, 새로운 fire 신호가 인가될 경우, 새로운 qtr에 맞추어 새로운 폭으로 fire가 출력되게 된다.
그렇지만, 이러한 정상적인 상황이 유지되지 않고 탑재컴퓨터에서 전송하는 동기신호를 잃어버리게 되면, 도 3에 도시된 타이밍도와 같이, 밸브구동명령 생성수단에서 출력되는 구동 신호가 동기 신호가 복구되지 않은 이상 계속 출력되게 되는데, 이는 출력기 밸브가 자세제어 이상 검출 이전까지 계속적으로 동작하게 되며, 인공위성을 잃어버리게 되는 문제를 야기시킨다.
이와 관련해서, 국내등록특허 제10-0766000호("인공위성 자세제어 통합 검증 시스템")에서는 인공위성에 장착된 모든 센서 및 구동기 하드웨어의 인터페이스 및 자세제어 로직을 검증하기 위한 통합 시스템을 개시하고 있다.
국내 등록 특허 제10-0766000호(등록일 2007.10.04.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스의 제어를 위한 동기 신호(Time Mark)의 입력이 중단되거나 소실되는 경우, 위성 자세 및 궤도 운영 안정성을 위한 Fault management 측면에서 밸브를 제어할 수 있는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템은, 인공위성 자세제어용 밸브의 동작 제어를 위한 동기 신호(Time Mark)와 구동(fire) 신호를 기설정된 주기에 따라 생성하여 전송하는 인공위성 탑재컴퓨터(100), 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 전달받은 신호들을 이용하여, 펄스신호에 의한 인공위성 자세제어용 밸브의 구동 명령을 생성하여 전송하는 밸브구동명령 생성수단(200) 및 상기 밸브구동명령 생성수단(200)으로부터 전달받은 상기 구동 명령에 따라 자세제어를 수행하는 적어도 하나 이상의 밸브를 포함하는 구동밸브부(300)를 포함하여 구성되며, 상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 전달받은 상기 동기 신호로 동기된 제1펄스신호를 생성하여 구동 명령을 생성하는 제1펄스부(210), 다음 주기의 동기 신호가 수신되기 전까지 기설정된 제1 내부 주기로 동기된 제2펄스신호를 생성하는 제2펄스부(220) 및 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되는지 판단하는 이상판단부(230)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 기설정된 제2 내부 주기로 동기된 제3펄스신호를 생성하는 제3펄스부(240)를 더 포함하며, 상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호에 의한 구동 명령을 생성하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호에 의한 구동 명령을 생성하여 자세제어가 이루어진 후, 구동을 종료하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 전달된 다음 주기의 동기 신호가 상기 제1펄스신호와 동기화되지 않을 경우, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호를 기반으로 상기 제1펄스신호를 재동기화시키는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않고 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호가 전달될 경우, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호를 기반으로 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호의 업데이트 시기를 제어하여, 상기 제1펄스신호를 재동기화시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 방법은, 밸브구동명령 생성수단에서, 인공위성 자세제어용 밸브의 동작 제어를 위한 구동 명령을 생성하기 위한 관련 신호들의 수신을 대기하는 대기단계(S100), 인공위성 탑재컴퓨터에서, 인공위성 자세제어용 밸브의 동작 제어를 위한 동기 신호(Time Mark)와 구동(fire) 신호를 기설정된 주기에 따라 생성하여 전송하는 신호전송단계(S200), 밸브구동명령 생성수단에서, 상기 동기 신호로 동기된 제1펄스신호를 생성하는 제1펄스 생성단계(S300), 밸브구동명령 생성수단에서, 다음 주기의 동기 신호가 수신되기 전까지, 기설정된 제1 내부 주기로 동기된 제2펄스신호를 생성하는 제2펄스 생성단계(S400), 밸브구동명령 생성수단에서, 상기 제2펄스신호의 제1 내부주기가 종료되는 시점에, 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 제대로 전달되는지 판단하는 이상판단 단계(S500), 밸브구동명령 생성수단에서, 상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 제대로 전달되지 않을 경우, 기설정된 제2 내부 주기로 동기된 제3펄스신호를 생성하는 제3펄스 생성단계(S600) 및 밸브구동명령 생성수단에서, 상기 제3펄스 생성단계(S600)에서 생성한 상기 제3펄스신호를 이용하여, 구동 명령을 생성하는 비상제어 단계(S700)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 비상제어 단계(S700)는 상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우, 상기 제3펄스신호에 의한 구동 명령을 생성하여 자세제어가 이루어진 후, 구동을 종료하는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 비상제어 단계(S700)는 상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 전달된 다음 주기의 동기 신호가 상기 제1펄스신호와 동기화되지 않을 경우, 상기 제3펄스신호를 기반으로 상기 제1펄스신호를 재동기화시키는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 비상제어 단계(S700)는 상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호가 전달될 경우, 상기 제3펄스신호를 기반으로 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호의 업데이트 시기를 제어하여, 상기 제1펄스신호를 재동기화시키는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법은 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스의 제어를 위한 동기 신호(Time Mark)의 입력이 중단되거나 소실되는 경우, 위성 자세 및 궤도 운영 안정성을 위한 Fault management 측면에서 밸브를 제어할 수 있다.
상세하게는, 밸브구동명령 생성수단인 전력분배장치의 VDE 보드(Valve Drive Electronics Board) 내부에 구비된 오실레이터(Oscillator)로부터 생성되는 내부 클럭에 의한 카운팅을 진행하여, 동기 신호가 소실되면서 발생되지 않은 구동 출력 펄스를 비상 제어할 수 있다.
도 1은 정상적인 상황에서의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 정상적인 상황에서의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 타이밍도이다.
도 3은 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어의 오류가 발생한 상황을 나타낸 타이밍도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 오류 상황에서의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 오류 상황에서의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7 내지 도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 오류 상황에서의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 타이밍도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오류 상황에서의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템의 구성 실시예이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.
종래의 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스의 제어에 있어서, 전력분배장치의 VDE(Valve Drive Electronics)에서는 탑재컴퓨터에서 제공되는 동기 신호(Time Mark)를 받아 밸브의 구동 펄스(Fire pulse) 출력과 폭(duration)을 맞추어 출력을 내보내게 된다.
그렇지만, 상술한 바와 같이, 탑재컴퓨터에서 공급하는 동기 신호를 잃어버리는 경우가 종종 발생하게 되며, 이 경우, VDE에서는 동기 신호가 복구되지 않는 이상, 구동 펄스 신호(구동 펄스 출력 + 폭)를 계속하여 출력하기 때문에 출력기 밸브에서의 자세제어 이상 검출 이전까지 계속적으로 동작하면서 결국 인공위성을 잃어버리게 되는 문제를 야기시킬 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법은 상술한 문제점을 해소하기 위하여, 동기 신호의 입력이 중단(소실)되는 경우, 위성 자세 및 궤도 운영의 안정성을 위한 Falut management 측면에서 추력기 밸브를 비상 제어하는 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.
동기 신호의 입력이 중단(소실)되는 경우, 구동 신호 종료 및 제어를 위해서 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 시스템을 구성하고 있으며, 종래의 도 1과 비교하여 추가된 CNT3은 VDE 보드 내부에 오실레이터(Oscillator)로부터 생성되는 내부 클럭에 의한 counter를 의미한다.
간략하게는, 동기 신호가 중단(소실)되면, 동기 신호에 동기(synchronized),되어 생성되는 CNT1, 2가 더 이상 발생하지 않기 때문에, counting이 종료됨과 동시에 CNT3를 참조하여 구동 펄스 신호를 count하며, 구동 신호 종료 및 제어를 통해 추력기 밸브의 비상 제어를 수행하게 된다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템은 도 4에 도시된 바와 같이, 인공위성 탑재컴퓨터(100), 밸브구동명령 생성수단(200) 및 구동밸브부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 전력분배장치의 VDE 보드(Valve Drive Electronics Board)를 의미하며, 상기 구동밸브부(300)는 적어도 하나 이상의 밸브를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 인공위성 탑재컴퓨터(100)는 인공위성 자세제어용 밸브의 동작 제어를 위한 동기 신호(Time Mark)와 구동(fire) 신호를 미리 설정된 주기에 따라 생성하여 전송하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 미리 설정된 주기로는 4Hz이나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하다.
상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 도 10에 도시된 바와 같이, VDE 보드로 이루어지는 것이 바람직하며, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 전달받은 신호들을 이용하여 펄스 신호에 의한 인공위성 자세제어용 밸브의 구동 명령을 생성하여 전송할 수 있다.
더불어, 상기 구동밸브부(300)는 상기 밸브구동명령 생성수단(200)으로부터 전달받은 상기 구동 명령에 따라, 자세제어를 수행하는 적어도 하나 이상의 밸브를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 도 5에 도시된 바와 같이, 정상적으로 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어를 수행하는 과정에서, 동기 신호의 입력이 중단(소실)되는 경우, 즉, 4Hz Time mark가 탑재컴퓨터로부터 입력되지 않을 경우(도 5에서 '/qtr'에 해당), CNT3에서 남은 count 숫자만큼 내부 count를 돌리게 된다.(도 7 내지 9의 'C1 ~ C109'에 해당)
C109에 도달하는 시점을 Counting_end로 표시하였으며, 해당 시점에서 탑재컴퓨터로부터 다음 주기의 qtr이 들어오는지, 새로운 Fire 신호(폭(Duration)이 포함된 레지스터 명령)가 들어오는지 판단하여, 새로운 fire 신호가 인가될 경우, 새로운 qtr에 맞추어 새로운 폭으로 fire가 출력되게 된다.
이 때, 동기 신호의 입력이 중단(소실)되는 경우는 도 7과 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 복구되지 않은 경우, 도 8과 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 firing 중간에 time mark가 복구되는 경우, 도 9와 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 firing 중간에 fire duration이 업데이트되는 경우가 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템은 각 경우에 대해서 각각 상이한 비상 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
이러한 상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제1펄스부(210), 제2펄스부(220) 및 이상판단부(230)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제1펄스부(210)는 도 5의 CNT1로서, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 전달받은 상기 동기 신호로 동기된 제1펄스신호(An count, n은 자연수)를 생성하여 구동 명령을 생성하는 것이 바람직하다.
상기 제2펄스부(220)는 도 5의 CNT2로서, 상기 제1펄스부(210)가 제1펄스신호를 생성한 동기 신호 이후의 동기 신호, 즉, 다음 주기의 동기 신호가 수신되기 전까지 미리 설정된 제1 내부 주기로 동기된 제2펄스신호(Bn count, n은 자연수)를 생성하게 된다.
이 때, 상기 제1 내부 주기로는 5ms인 것이 바람직하나, 이 역시 본 발명의 일 실시예에 불과하다.
상기 이상판단부(230)는 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되는지 판단하는 것이 바람직하다.
다시 말하자면, 상기 제1펄스부(210)가 제1펄스신호를 생성한 동기 신호 이후의 동기 신호, 즉, 다음 주기의 동기 신호가 정상적으로 수신되는지 판단하는 것이 바람직하며, 동기 신호가 소실(중단)될 경우 동기 신호에 동기화되어 생성되는 제1펄스신호와 제2펄스신호가 더 이상 발생하지 않기 때문에 이를 이용하여 이상 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 도 4에 도시된 바와 같이, 제3펄스부(240)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 제3펄스부(240)는 도 5의 CNT3으로서, 미리 설정된 제2 내부 주기로 동기된 제3펄스신호(Cn count, n은 자연수)를 생성하는 것이 바람직하다.
상기 제3펄스부(240)는 상술한 바와 같이, VDE 보드 내부 오실레이터로부터 생성되는 내부 클럭에 의한 카운터를 의미한다. 이에 따라, 상기 제2 내부 주기는 내부 클럭에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 밸브구동명령 생성수단(200)은 상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호에 의한 구동 명령을 생성하여 구동 출력 종료 및 제어의 비상 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
동기 신호의 입력이 중단(소실)되는 각 경우에 대한 비상 제어를 상세히 살펴보자면,
도 7과 같이, 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 복구되지 않은 경우, 다시 말하자면, 상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우,
상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호에 의한 구동 명령을 생성하여 자세제어가 이루어진 후, 구동을 종료하는 비상제어가 수행되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호(C1 ~ C109)인 내부클럭 타운터를 참조하여 구동 명령이 제어되고, C109에 목표로 하는 추력기 구동 명령(펄스 신호 + Duration)에 도달하면 구동을 종료되게 된다.
도 8과 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 firing 중간에 time mark가 복구되는 경우, 다시 말하자면, 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 firing 중간에 time mark가 복구되어 기존의 time mark가 되살아나면서 time mark의 휴지 기간동안 firing이 계속되기 때문에, 최종 구동 출력이 기존에 설정한 값보다 길어지게 되는 문제가 있다.
즉, 상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 전달된 다음 주기의 동기 신호가 상기 제1펄스신호와 동기화되지 않을 경우, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호를 기반으로 내부 카운터를 참조하여 상기 제1펄스신호를 재동기화시킬 수 있다.
마지막으로, 도 9와 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 firing 중간에 fire duration이 업데이트되는 경우, 다시 말하자면, 상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않고 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호가 전달될 경우,
상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호를 기반으로 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호의 업데이트 시기를 제어하여 상기 제1펄스신호를 재동기화시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 방법은 도 6에 도시된 바와 같이, 대기단계(S100), 신호전송단계(S200), 제1펄스 생성단계(S300), 제2펄스 생성단계(S400), 이상판단 단계(S500), 제3펄스 생성단계(S600) 및 비상제어 단계(S700)를 포함하여 구성될 수 있다.
각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 대기단계(S100)는 상기 밸브구동명령 생성수단(200)에서, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 인공위성 자세제어용 밸브의 동작 제어를 위한 구동 명령을 생성하기 위한 관련 신호들의 수신을 대기할 수 있다.
상기 신호전송단계(S200)는 상기 탑재컴퓨터(200)에서, 인공위성 자세제어용 밸브의 동작 제어를 위한 동기 신호(Time mark)와 구동(fire) 신호를 미리 설정된 주기에 따라 생성하여 전송할 수 있다.
상기 제1펄스 생성단계(S300)는 상기 밸브구동명령 생성수단(200)의 제1펄스부(210)에서, 상기 동기 신호로 동기된 제1펄스신호를 생성할 수 있으며,
상기 제2펄스 생성단계(S400)는 상기 밸브구동명령 생성수단(200)의 제2펄스부(220)에서, 상기 제1펄스신호를 생성한 동기 신호 이후의 동기 신호, 다시 말하자면, 다음 주기의 동기 신호가 수신되기 전까지 미리 설정된 제1 내부 주기로 동기된 제2펄스신호를 생성할 수 있다.
상기 이상판단 단계(S500)는 상기 밸브구동명령 생성수단(200)의 이상판단부(230)에서, 상기 제2펄스신호의 제1 내부주기가 종료되는 시점에, 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호, 다시 말하자면, 상기 제1펄스신호를 생성한 동기 신호 이후의 동기 신호가 제대로 전달되는지 판단할 수 있다.
상기 제3펄스 생성단계(S600)는 상기 밸브구동명령 생성수단(200)의 제3펄스부(240)에서, 상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 제대로 전달되지 않을 경우, 미리 설정된 제2 내부 주기로 동기된 제3펄스신호를 생성할 수 있다.
상기 비상제어 단계(S700)는 상기 밸브구동명령 생성수단(200)에서, 상기 제3펄스 생성단계(S600)에서 생성한 상기 제3펄스신호를 이용하여 비상 제어를 위한 구동 명령을 생성할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 방법은, 동기 신호의 입력이 중단(소실)되는 경우인 도 7과 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 복구되지 않은 경우, 도 8과 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 firing 중간에 time mark가 복구되는 경우, 도 9와 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 firing 중간에 fire duration이 업데이트되는 경우 각각 상이한 비상 제어를 수행하는 것이 바람직하다.
상세하게는, 상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우, 즉, 도 7과 같이, 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 복구되지 않아 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우,
상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호에 의한 구동 명령을 생성하여 자세제어가 이루어진 후, 구동을 종료하는 비상제어가 수행되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호(C1 ~ C109)인 내부클럭 타운터를 참조하여 구동 명령이 제어되고, C109에 목표로 하는 추력기 구동 명령(펄스 신호 + Duration)에 도달하면 구동을 종료되게 된다.
또한, 상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 전달된 다음 주기의 동기 신호가 상기 제1펄스 신호와 동기화되지 않을 경우, 즉, 도 8과 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 firing 중간에 time mark가 복구되는 경우, 기존의 time mark가 되살아나면서 time mark의 휴지 기간동안 firing이 계속되기 때문에, 최종 구동 출력이 기존에 설정한 값보다 길어지게 되는 문제가 있다.
상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호를 기반으로 내부 카운터를 참조하여 상기 제1펄스신호를 재동기화시킬 수 있다.
마지막으로, 상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호가 전달될 경우, 즉, 도 9와 같이 4Hz Time Mark 소실(중단) 후 firing 중간에 fire duration이 업데이트되는 경우, 다시 말하자면, 상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않고 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호가 전달될 경우, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호를 기반으로 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호의 업데이트 시기를 제어하여 상기 제1펄스신호를 재동기화시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : 인공위성 탑재컴퓨터
200 : 밸브구동명령 생성수단
210 : 제1펄스부 220 : 제2펄스부
230 : 이상판단부 230 : 제3펄스부
300 : 구동밸브부

Claims (9)

  1. 인공위성 자세제어용 밸브의 동작 제어를 위한 동기 신호(Time Mark)와 구동(fire) 신호를 기설정된 주기에 따라 생성하여 전송하는 인공위성 탑재컴퓨터(100);
    상기 탑재컴퓨터(100)로부터 전달받은 신호들을 이용하여, 펄스신호에 의한 인공위성 자세제어용 밸브의 구동 명령을 생성하여 전송하는 밸브구동명령 생성수단(200); 및
    상기 밸브구동명령 생성수단(200)으로부터 전달받은 상기 구동 명령에 따라 자세제어를 수행하는 적어도 하나 이상의 밸브를 포함하는 구동밸브부(300);
    를 포함하여 구성되며,
    상기 밸브구동명령 생성수단(200)은
    전달받은 상기 동기 신호로 동기된 제1펄스신호를 생성하여 구동 명령을 생성하는 제1펄스부(210);
    다음 주기의 동기 신호가 수신되기 전까지 기설정된 제1 내부 주기로 동기된 제2펄스신호를 생성하는 제2펄스부(220);
    상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되는지 판단하는 이상판단부(230); 및
    기설정된 제2 내부 주기로 동기된 제3펄스신호를 생성하는 제3펄스부(240);
    를 포함하여 구성되어,
    상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우, 상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호에 의한 구동 명령을 생성하는 것을 특징으로 하는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브구동명령 생성수단(200)은
    상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우,
    상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호에 의한 구동 명령을 생성하여 자세제어가 이루어진 후, 구동을 종료하는 것을 특징으로 하는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브구동명령 생성수단(200)은
    상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 전달된 다음 주기의 동기 신호가 상기 제1펄스신호와 동기화되지 않을 경우,
    상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호를 기반으로 상기 제1펄스신호를 재동기화시키는 것을 특징으로 하는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 밸브구동명령 생성수단(200)은
    상기 이상판단부(230)의 판단 결과에 따라, 상기 탑재컴퓨터(100)로부터 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않고 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호가 전달될 경우,
    상기 제3펄스부(240)의 상기 제3펄스신호를 기반으로 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호의 업데이트 시기를 제어하여, 상기 제1펄스신호를 재동기화시키는 것을 특징으로 하는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템.
  6. 밸브구동명령 생성수단에서, 인공위성 자세제어용 밸브의 동작 제어를 위한 구동 명령을 생성하기 위한 관련 신호들의 수신을 대기하는 대기단계(S100);
    인공위성 탑재컴퓨터에서, 인공위성 자세제어용 밸브의 동작 제어를 위한 동기 신호(Time Mark)와 구동(fire) 신호를 기설정된 주기에 따라 생성하여 전송하는 신호전송단계(S200);
    밸브구동명령 생성수단에서, 상기 동기 신호로 동기된 제1펄스신호를 생성하는 제1펄스 생성단계(S300);
    밸브구동명령 생성수단에서, 다음 주기의 동기 신호가 수신되기 전까지, 기설정된 제1 내부 주기로 동기된 제2펄스신호를 생성하는 제2펄스 생성단계(S400);
    밸브구동명령 생성수단에서, 상기 제2펄스신호의 제1 내부주기가 종료되는 시점에, 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 제대로 전달되는지 판단하는 이상판단 단계(S500);
    밸브구동명령 생성수단에서, 상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 제대로 전달되지 않을 경우, 기설정된 제2 내부 주기로 동기된 제3펄스신호를 생성하는 제3펄스 생성단계(S600); 및
    밸브구동명령 생성수단에서, 상기 제3펄스 생성단계(S600)에서 생성한 상기 제3펄스신호를 이용하여, 구동 명령을 생성하는 비상제어 단계(S700);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 비상제어 단계(S700)는
    상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 상기 제1펄스신호에 맞춘 다음 주기의 동기 신호가 전달되지 않을 경우,
    상기 제3펄스신호에 의한 구동 명령을 생성하여 자세제어가 이루어진 후, 구동을 종료하는 것을 특징으로 하는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 비상제어 단계(S700)는
    상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 전달된 다음 주기의 동기 신호가 상기 제1펄스신호와 동기화되지 않을 경우,
    상기 제3펄스신호를 기반으로 상기 제1펄스신호를 재동기화시키는 것을 특징으로 하는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 비상제어 단계(S700)는
    상기 이상판단 단계(S500)의 판단 결과에 따라, 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호가 전달될 경우,
    상기 제3펄스신호를 기반으로 새로운 주기의 동기 신호와 구동 신호의 업데이트 시기를 제어하여, 상기 제1펄스신호를 재동기화시키는 것을 특징으로 하는 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 방법.
KR1020180091211A 2018-08-06 2018-08-06 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법 KR102062677B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180091211A KR102062677B1 (ko) 2018-08-06 2018-08-06 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180091211A KR102062677B1 (ko) 2018-08-06 2018-08-06 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102062677B1 true KR102062677B1 (ko) 2020-01-06

Family

ID=69158864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180091211A KR102062677B1 (ko) 2018-08-06 2018-08-06 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102062677B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111897245A (zh) * 2020-07-24 2020-11-06 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种控制驱动电路和电子系统
KR20230105850A (ko) * 2022-01-05 2023-07-12 한국항공우주연구원 카운트 기반 추진기 제어 시스템 및 추진기 제어 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001287699A (ja) * 2000-04-05 2001-10-16 Mitsubishi Electric Corp 人工衛星の姿勢制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001287699A (ja) * 2000-04-05 2001-10-16 Mitsubishi Electric Corp 人工衛星の姿勢制御装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111897245A (zh) * 2020-07-24 2020-11-06 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种控制驱动电路和电子系统
CN111897245B (zh) * 2020-07-24 2021-08-31 中国科学院空间应用工程与技术中心 一种控制驱动电路和电子系统
KR20230105850A (ko) * 2022-01-05 2023-07-12 한국항공우주연구원 카운트 기반 추진기 제어 시스템 및 추진기 제어 방법
KR102716636B1 (ko) 2022-01-05 2024-10-15 한국항공우주연구원 카운트 기반 추진기 제어 시스템 및 추진기 제어 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102062677B1 (ko) 인공위성 자세제어용 밸브의 출력 펄스 제어 시스템 및 그 제어 방법
US8195857B2 (en) Coupling devices, system comprising a coupling device and method for use in a system comprising a coupling device
CA2668835C (en) Duplexed operation processor control system, and duplexed operation processor control method
JPH09154181A (ja) 自動車総合制御装置
EP2619634B1 (en) Remote data concentrator
WO2018225352A1 (ja) 車両制御装置および車両制御システム
KR20180057410A (ko) 데이터 구동 장치 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR101486900B1 (ko) 반도체 처리 설비의 제어 방법
US7082175B2 (en) Method for controlled synchronization to an astable clock system, and reception unit corresponding thereto
JP2008293230A (ja) データ転送装置
JP6370152B2 (ja) １つの制御装置と少なくとも１つの周辺装置とを同期させるための方法及び設備
EP2555123B1 (en) Bit transmission verification in an ARINC-based system
JP3916495B2 (ja) フェイルセーフ機能を備えたコントローラ
US7373487B2 (en) Controller with fail-safe function
US20210197960A1 (en) Data coherency algorithm to achieve bit-for-bit transmission
JP2010033120A (ja) 二重化制御システム
JPH04143802A (ja) 人工衛星追跡管制設備シミュレータ
JP7132837B2 (ja) 独立連動冗長システム
JP2000066912A (ja) 三重系フォールトトレラントシステムのデータ変更方法
JP2682438B2 (ja) クロック冗長系切替時の送信伝送フレーム補正方式
JP2006323677A (ja) ２重系制御システム
JPS5825750A (ja) 二重化時分割通話路の動作照合試験方式
KR100519378B1 (ko) 직렬 통신
WO2018173129A1 (ja) 制御・監視信号伝送システム
JP2008187683A (ja) 同期式シリアルバスシステム

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant