KR102396412B1

KR102396412B1 - 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 moi 변화 보상 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102396412B1
Application number: KR1020200149310A
Authority: KR
Inventors: 박주호; 박균상; 이선호
Original assignee: 한국항공우주연구원
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2022-05-10

Abstract

추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 일실시예에 따른, 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치는, 추력기(Thruster)에서의 사용량을 추정하는 추정부; 상기 추력기에 추진제를 공급하는 추진제 탱크(Propellent tank)의 탱크압을 감지하는 센서부; 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 이득값(stretching gain)의 변경을 통해, 상기 추력기의 추력손실을 보상하는 제1 보상부; 및 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 모델의 변경을 통해, 상기 위성체의 MOI(Moment Of Inertia) 변화를 반영하는 제 2 보상부를 포함하여 구성한다.

Description

추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD OF COMPENSATING FOR LOSS OF THRUST STRENGTH AND MOI CHANGE IN SATELLITE BY USING PROPELLANT}

본 발명은 프로파일 기반 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI(Moment Of Inertia) 변화를 보상하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 프로파일 기반 추진제 사용에 따른 추력세기 감소를 보상하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 프로파일 기반 추진제 사용에 따른 위성체 MOI 변화 보상 자세제어를 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 시변모델 예측제어 기반 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화를 보상하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 시변모델 예측제어 기반 추진제 사용에 따른 추력세기 감소를 보상하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 시변모델 예측제어 기반 추진제 사용에 따른 위성체 MOI 변화 보상 자세제어를 위한 장치 및 방법을 제공한다.

인공 위성체의 대표적인 구동기로는, 추력기(thruster)를 예시할 수 있다.

일반적인 추력기는, 화학적 물질을 내뿜는 방식으로 힘을 발생시키며, 자세제어 및 궤도유지에 주로 사용되고 있다.

또한, 추력기는, 모멘텀 저장장치의 모멘텀 포화를 방지하기 위해서도 활용될 수 있다.

화학적 추진제를 사용하는 추력기의 경우에는, 추력을 발생하는 횟수가 많아질수록 탱크 안의 추진제가 소모되며, 결과적으로 추진제 탱크의 압력이 떨어지게 된다.

추진제 탱크의 압력이 떨어지면, 일반적인 추력기에서는, 추진제 탱크의 압력 저하로 인하여 추력기의 세기가 감소하게 된다.

이를 보완하기 위하여, 기존에는 임무 시작/중반/종료의 비연속적 시점에서, 이득값 변경을 통한 추력기의 세기를 보상 하였다.

또한, 일반적인 추력기는, 추진제 탱크(Propellent Tank)의 질량 감소로 인하여 위성체의 MOI(Moment Of Inertia)가 변화할 수 있다.

현재의 위성체의 MOI를 제어하기 위해서는, 위성체를 모델링하고 질량변화에 대해 시뮬레이션을 수행하고 있다.

추진력 감소의 경우와 마찬가지로, 질량변화에 대하여도 기존에는, 임무 시작/중반/종료의 비연속적 시점으로 나누어 MOI 변화에 따른 시뮬레이션을 수행하고 있으나 실제 제어 이득값의 변경으로까지 이어지지 않고 있다.

이와 같이, 비연속적인 방식으로 추력세기 보상과 MOI 변화에 따른 자세제어 이득값 변화를 수행하게 된다면, 임무수명이 보통 수년에서 수십년을 갖는 인공위성체는, 대부분의 기간을 해당 문제점에 대한 보완/해소없이, 임무수행을 지속하게 된다는 문제를 내재하게 된다.

따라서, 연속적인 시점에서, 추력세기 감소와 위성체의 MOI 변화를 동시적으로 보상할 수 있는 모델이 절실히 요구되고 있다.

본 발명의 실시예는, 추력기 사용으로 인하여 발생하는 추력세기의 감소와, 위성체의 MOI 변화를 연속적으로 추정하고, 추정된 감소치와 변화치를, 위성체의 자세제어에 반영하는, 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예는, 추진제 탱크의 압력 감소시, 추력기의 임무 기간 동안에 연속적인 이득값 변경을 통한 보상이 이루어지도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 실시예는, 추진제 탱크에서의 질량변화에 대하여도 MOI 변화에 따른 시뮬레이션과 함께, 제어 이득값의 변경을 통해 보상하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른, 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치는, 추력기(Thruster)에서의 사용량을 추정하는 추정부; 상기 추력기에 추진제를 공급하는 추진제 탱크(Propellent tank)의 탱크압을 감지하는 센서부; 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 이득값(stretching gain)의 변경을 통해, 상기 추력기의 추력손실을 보상하는 제1 보상부; 및 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 모델의 변경을 통해, 상기 위성체의 MOI(Moment Of Inertia) 변화를 반영하는 제 2 보상부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른, 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 방법은, 추정부에서, 추력기에서의 사용량을 추정하는 단계; 센서부에서, 상기 추력기에 추진제를 공급하는 추진제 탱크의 탱크압을 감지하는 단계; 제1 보상부에서, 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 이득값의 변경을 통해, 상기 추력기의 추력손실을 보상하는 단계; 및 제2 보상부에서, 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 모델의 변경을 통해, 상기 위성체의 MOI 변화를 반영하는 단계를 포함하여 구성할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 추력기 사용으로 인하여 발생하는 추력세기의 감소와, 위성체의 MOI 변화를 연속적으로 추정하고, 추정된 감소치와 변화치를, 위성체의 자세제어에 반영하는, 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치 및 방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 추진제 탱크의 압력 감소시, 추력기의 임무 기간 동안에 연속적인 이득값 변경을 통한 보상이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 추진제 탱크에서의 질량변화에 대하여도 MOI 변화에 따른 시뮬레이션과 함께, 제어 이득값의 변경을 통해 보상할 수 있다.

도 1은 본 발명의 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 추력기 사용에 따른 영향을 설명하기 위한 도이다.
도 3은 종래의, 보상이 없는 방식의 위성제어 방식을 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명에 따른, 추력손실 보상 방식을 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명에 따른, MOI 변화 보상 방식을 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른, 손실/보상 방법을 도시한 흐름도이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른, 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치(이하, '손실/보상 장치'로 약칭함)(100)는, 추정부(110), 센서부(120), 제1 보상부(130), 및 제2 보상부(140)를 포함하여 구성할 수 있다.

우선, 추정부(110)는 추력기에서의 사용량을 추정한다. 즉, 추정부(110)는 추력기를 장착하는 위성체의 자세제어 및 궤도유지 등을 위해, 추력기에서 추진제를 태워 추력을 발생시키는 정도를, 정해진 단위로 연산해내는 역할을 할 수 있다.

추력기(Thruster)는 위성체를 우주로 쏘아올리는 우주발사체의 운송수단 뿐만 아니라, 위성체의 비행축, 자세 제어, 궤도 기동 등을 위한 동력원으로서, 비행축 안정화를 위한 롤 제어, 비행경로 제어를 위한 RCS(Reaction Control System) 등에 사용될 수 있다.

상기 추력기의 사용량 추정에 있어, 추정부(110)는 예컨대 일 단위, 명령이 유지되는 유효 시간 단위 등을 시간격 단위로 정하여, 상기 사용량을 연산하여 추정할 수 있다.

예컨대, 추력기에서 1초당 실제 사용되는 화학 추진제가 1mg 일 경우, 추정부(110)는 유효 시간 단위 '20초' 동안, 해당 추력기에서의 사용량을 20mg으로 추정할 수 있다.

센서부(120)는 상기 추력기에 추진제를 공급하는 추진제 탱크(Propellent tank)의 탱크압을 감지한다. 즉, 센서부(120)는 추력기의 동작에 따라 추진제가 소모되어, 추진제 탱크에서의 압력이 낮아지는 정도를 계측하는 역할을 할 수 있다.

센서부(120)에 의한 탱크압의 감지는, 추진제 탱크의 압력 저하로 인한 추력기의 추력 세기의 감소를 가늠하는 데에 활용될 수 있다.

제1 보상부(130)는 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 이득값(stretching gain)의 변경을 통해, 상기 추력기의 추력손실을 보상한다. 즉, 제1 보상부(130)는 추정된 사용량과 감지된 탱크압을 분석하여, 추력기에서 발생시키는 추력 세기에 관한 이득값을 실시간으로 조정하는 역할을 할 수 있다.

상기 추력손실의 보상에 있어, 제1 보상부(130)는 상기 사용량과 상기 탱크압에 따른 추력시간을 결정할 수 있다. 예컨대, 제1 보상부(130)는 미리 정해둔 테이블로부터 사용량과 탱크압에 매칭되는 규정의 추력필요시간을 검색하여, 상기 추력시간으로 결정할 수 있다.

이후, 제1 보상부(130)는 증폭된 추력명령을 발생시켜, 상기 결정된 추력시간 동안 상기 추력기에서의 추력 동작을 유지 함으로써, 설정된 토크에 도달되도록 상기 이득값을 변경할 수 있다. 즉, 제1 보상부(130)는 감소된 추력 세기를, 추력시간을 연장시키는 증폭을 통해 보충하여 추력손실에 따른 보상을 수행할 수 있다.

또한, 상기 추력손실의 보상에 있어, 제1 보상부(130)는 상기 추력기가 동작하는 임무 기간 동안, 상기 이득값을, 추력기의 환경에 맞춰 수시로 변화 함으로써, 추력손실에 대한 보상을 시간적으로 연속하여 수행되도록 할 수 있다.

또한, 손실/보상 장치(100)는 위성체의 MOI 변화를, 상술의 추력손실의 보상과 동시적으로 수행할 수 있다.

제2 보상부(140)는 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 모델의 변경을 통해, 상기 위성체의 MOI(Moment Of Inertia) 변화를 반영할 수 있다.

제 2 보상부(140)는 상기 추력기가 장착되는 위성체를 제어하는 컨트롤러에, 상기 위성체의 MOI 변화를 적용할 수 있다.

또한, 제2 보상부(140)는, 상기 추력손실의 보상과 동시적으로, 상기 MOI 변화에 대한 변화된 모델을 반영하여, 상기 위성체의 MOI를 보상한다.

상기 MOI(Moment Of Inertia)는 위성체의 질량 특성을 지칭할 수 있고, 추진제의 소모에 따라 추진제 탱크의 질량 감소로 인한 위성체의 질량 변경을 가늠할 수 있는 파라메타 일 수 있다.

상기 위성체의 MOI의 보상에 있어, 상기 제2 보상부(140)는, 상기 위성체의 MOI 변화를, 상기 컨트롤러와, MOI 프로파일을 갖는 시변모델(time varying model)에 적용 함으로써, 설정된 최소 모델오차가 되도록 할 수 있다.

즉, 제2 보상부(140)는 추진제 탱크의 질량 감소 현황을, 시변모델을 통해 학습시켜, 실제 위성체의 질량에 근사하도록 할 수 있다.

또한, 제2 보상부(140)는 상기 추력기가 동작하는 임무 기간 동안, 추진제 탱크의 질량 감소에 맞춰, 상기 위성체의 MOI에 대한 보상을 시간적으로 연속하여 수행되도록 할 수 있다.

즉, 상기 추력손실의 보상과 상기 MOI의 보상은, 상기 추력기가 동작하는 임무 기간 동안, 연속적으로 수행될 수 있다.

본 발명은, 추력기 사용으로 인하여 발생하는 1) 추력세기 감소와 2) 위성체 MOI 변화를 연속적으로 추정하고, 추정된 감소치와 변화치를, 위성체의 자세제어에 반영할 수 있다.

추력세기 보상은 추력명령(혹은 추력시간)을 증폭시켜 줌으로써 원하는 토크 효과를 갖도록 Gain 값에 변화를 주어 이루어진다. 본 발명에서는, Gain 값의 변화가, 피드백으로 사용하여 실시간으로 이루어지도록 할 수 있다.

위성체의 MOI 보상은 그 변화를 제어기 및 모델에 실시간으로 반영해 줌으로써 모델오차를 최소화 하고 제어효과를 높이고자 한다.

또한, 본 발명에서는, 추력기 사용에 따른 추정방식과 실제 연료탱크(Propellent Tank)의 압력센서를 이용한 보상방식을 활용할 수 있다.

도 2는 추력기 사용에 따른 영향을 설명하기 위한 도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 추력기를 사용(Usage of Thruster) 함에 따라, 추진제 탱크의 압력은 저하(Tank Pressure Decreasing)되고, 추력기 토크 역시 저하(Thruster Torque Decreasing)하게 된다. 이러한 추진제 탱크의 압력 저하와 추력기 토크의 저하에 대해, 본 발명에서는 실시간으로 추력기의 이득을 보상(Real-time Thruster Gain Compensation) 할 수 있다.

또한, 추력기를 사용(Usage of Thruster) 함에 따라, 추진제 탱크의 질량은 감소(Tank Mass Decreasing)되고, 위성체의 MOI은 변화(SC MOI Changing)하게 된다. 이러한 추진제 탱크의 질량 감소와 위성체의 MOI 변화에 대해, 본 발명에서는 온라인의 원격으로 MOI를 추정(Online MOI Estimation) 할 수 있다.

도 3은 종래의, 보상이 없는 방식의 위성제어 방식을 설명하기 위한 도이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 위성체는 추력기(Thruster)를 제어하는 Controller와 추력기의 추력세기를 설정되는 이득값으로 증폭시키는 S, Gain과, 위성체의 역학 동작(Spacecraft Dynamic)에 관여하는 지오(Gyro)와, 위성체의 움직임 동작(Kinematic)에 관여하는 Attitude Sensor을 포함하여 구성될 수 있다.

지오(Gyro)와, Attitude Sensor의 결과값은 Controller에 피드백되어, 위성체 제어에 활용될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른, 추력손실 보상 방식을 설명하기 위한 도이다.

도 4의 위성체는, 상술의 도 3의 위성체 구성에 비해, Thruster Usage based Estimation(410), Propellent Tank Pressure Sensor(420), 및 S.Gain profile(430)을 추가로 포함하여 구성될 수 있다.

Thruster Usage based Estimation(410)는 추력기에서의 사용량을 추정하는 수단일 수 있다.

Propellent Tank Pressure Sensor(420)는 추력기에 추진제를 공급하는 추진제 탱크의 탱크압을 감지하는 수단일 수 있다.

S.Gain profile(430)은 사용량과 탱크압에 근거하여 변경되어야 할 이득값(S.Gain)을 계산하여, 추력기의 추력손실을 보상할 수 있게 하는 수단일 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른, MOI 변화 보상 방식을 설명하기 위한 도이다.

도 5의 위성체는, 상술의 도 4의 위성체 구성에 비해, MOI profile(510) 및 Time varying model(520)을 추가로 포함하여 구성될 수 있다.

MOI profile(510)와 Time varying model(520)은 위성체를 제어하는 Controller를 분석하여, 위성체의 MOI(Moment Of Inertia) 변화를 확인할 수 있다.

위성체의 역학 동작(Spacecraft Dynamic)에서는, 상기 MOI 변화에 대한 이득값을 반영하여, 상기 위성체의 MOI를 보상할 수 있다.

이하, 도 6에서는 본 발명의 실시예들에 따른 손실/보상 장치(100)의 작업 흐름을 상세히 설명한다.

본 실시예에 따른 손실/보상 방법은 손실/보상 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른, 손실/보상 방법을 도시한 흐름도이다.

우선, 손실/보상 장치(100)는 추력기에서의 사용량을 추정한다(610). 단계(610)는 추력기를 장착하는 위성체의 자세제어 및 궤도유지 등을 위해, 추력기에서 추진제를 태워 추력을 발생시키는 정도를, 정해진 단위로 연산해내는 과정일 수 있다.

상기 추력기의 사용량 추정에 있어, 손실/보상 장치(100)는 예컨대 일 단위, 명령이 유지되는 유효 시간 단위 등을 시간격 단위로 정하여, 상기 사용량을 연산하여 추정할 수 있다.

예컨대, 추력기에서 1초당 실제 사용되는 화학 추진제가 1mg 일 경우, 손실/보상 장치(100)는 유효 시간 단위 '20초' 동안, 해당 추력기에서의 사용량을 20mg으로 추정할 수 있다.

또한, 손실/보상 장치(100)는 상기 추력기에 추진제를 공급하는 추진제 탱크(Propellent tank)의 탱크압을 감지한다(620). 단계(620)는 추력기의 동작에 따라 추진제가 소모되어, 추진제 탱크에서의 압력이 낮아지는 정도를 계측하는 과정일 수 있다.

손실/보상 장치(100)에 의한 탱크압의 감지는, 추진제 탱크의 압력 저하로 인한 추력기의 추력 세기의 감소를 가늠하는 데에 활용될 수 있다.

또한, 손실/보상 장치(100)는 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 이득값(stretching gain)의 변경을 통해, 상기 추력기의 추력손실을 보상한다(630). 단계(630)는 추정된 사용량과 감지된 탱크압을 분석하여, 추력기에서 발생시키는 추력 세기에 관한 이득값을 실시간으로 조정하는 과정일 수 있다.

상기 추력손실의 보상에 있어, 손실/보상 장치(100)는 상기 사용량과 상기 탱크압에 따른 추력시간을 결정할 수 있다. 예컨대, 손실/보상 장치(100)는 미리 정해둔 테이블로부터 사용량과 탱크압에 매칭되는 규정의 추력필요시간을 검색하여, 상기 추력시간으로 결정할 수 있다.

이후, 손실/보상 장치(100)는 증폭된 추력명령을 발생시켜, 상기 결정된 추력시간 동안 상기 추력기에서의 추력 동작을 유지 함으로써, 설정된 토크에 도달되도록 상기 이득값을 변경할 수 있다. 즉, 손실/보상 장치(100)는 감소된 추력 세기를, 추력시간을 연장시키는 증폭을 통해 보충하여 추력손실에 따른 보상을 수행할 수 있다.

또한, 상기 추력손실의 보상에 있어, 손실/보상 장치(100)는 상기 추력기가 동작하는 임무 기간 동안, 상기 이득값을, 추력기의 환경에 맞춰 수시로 변화 함으로써, 추력손실에 대한 보상을 시간적으로 연속하여 수행되도록 할 수 있다.

이를 위해, 손실/보상 장치(100)는 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 모델의 변경을 통해, 상기 위성체의 MOI(Moment Of Inertia) 변화를 반영한다(640).

손실/보상 장치(100)는, 상기 추력기가 장착되는 위성체를 제어하는 컨트롤러에, 상기 위성체의 MOI 변화를 적용할 수 있다.

또한, 손실/보상 장치(100)는, 상기 추력손실의 보상과 동시적으로, 상기 MOI 변화에 대한 변화된 모델을 반영하여, 상기 위성체의 MOI를 보상한다.

상기 위성체의 MOI의 보상에 있어, 손실/보상 장치(100)는, 상기 위성체의 MOI 변화를, 상기 컨트롤러와, MOI 프로파일을 갖는 시변모델(time varying model)에 적용 함으로써, 설정된 최소 모델오차가 되도록 할 수 있다.

즉, 손실/보상 장치(100)는 추진제 탱크의 질량 감소 현황을, 시변모델을 통해 학습시켜, 실제 위성체의 질량에 근사하도록 할 수 있다.

또한, 손실/보상 장치(100)는 상기 추력기가 동작하는 임무 기간 동안, 추진제 탱크의 질량 감소에 맞춰, 상기 위성체의 MOI에 대한 보상을 시간적으로 연속하여 수행되도록 할 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

100 : 손실/보상 장치
110 : 추정부 120 : 센서부
130 : 제1 보상부 140 : 제2 보상부

Claims

추력기(Thruster)에서의 사용량을 추정하는 추정부;
상기 추력기에 추진제를 공급하는 추진제 탱크(Propellent tank)의 탱크압을 감지하는 센서부;
상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 이득값(stretching gain)의 변경을 통해, 상기 추력기의 추력손실을 보상하는 제1 보상부; 및
상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 모델의 변경을 통해, 위성체의 MOI(Moment Of Inertia) 변화를 반영하는 제 2 보상부
를 포함하는 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 보상부는,
상기 추력기의 제어 이득값 변경을 적용하고,
상기 제2 보상부는,
상기 위성체의 MOI 변경을 적용하는
추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 보상부는,
상기 사용량과 상기 탱크압에 따른 추력시간을 결정하고,
증폭된 추력명령을 발생시켜, 상기 결정된 추력시간 동안 상기 추력기에서의 추력 동작을 유지 함으로써, 설정된 토크에 도달되도록 상기 이득값을 변경하는
추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 보상부는,
상기 추력기가 장착되는 위성체를 제어하는 컨트롤러에, 상기 위성체의 MOI 변화를 적용하고,
상기 추력손실의 보상과 동시적으로, 상기 MOI 변화에 대한 변화된 모델을 반영하여, 상기 위성체의 MOI를 보상하는
추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치.
제4항에 있어서,
상기 제2 보상부는,
상기 위성체의 MOI 변화를, 상기 컨트롤러와, MOI 프로파일을 갖는 시변모델(time varying model)에 적용 함으로써, 설정된 최소 모델오차가 되도록 하는
추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치.
제4항에 있어서,
상기 추력손실의 보상과 상기 MOI의 보상은,
상기 추력기가 동작하는 임무 기간 동안, 연속적으로 수행되는
추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 장치.
추정부에서, 추력기에서의 사용량을 추정하는 단계;
센서부에서, 상기 추력기에 추진제를 공급하는 추진제 탱크의 탱크압을 감지하는 단계;
제1 보상부에서, 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 이득값의 변경을 통해, 상기 추력기의 추력손실을 보상하는 단계; 및
제2 보상부에서, 상기 사용량과 상기 탱크압에 근거한 모델의 변경을 통해, 위성체의 MOI 변화를 반영하는 단계
를 포함하는 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 보상부에서, 상기 추력기의 제어 이득값 변경을 적용하는 단계;
상기 제2 보상부에서, 상기 위성체의 MOI 변경을 적용하는 단계
를 더 포함하는 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 방법.
제7항에 있어서,
상기 추력기의 추력손실을 보상하는 단계는,
상기 사용량과 상기 탱크압에 따른 추력시간을 결정하는 단계; 및
증폭된 추력명령을 발생시켜, 상기 결정된 추력시간 동안 상기 추력기에서의 추력 동작을 유지 함으로써, 설정된 토크에 도달되도록 상기 이득값을 변경하는 단계
를 포함하는 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 방법.
제7항에 있어서,
상기 위성체의 MOI 변화를 반영하는 단계는,
상기 추력기가 장착되는 위성체를 제어하는 컨트롤러에 상기 위성체의 MOI 변화를 적용하는 단계; 및
상기 추력손실의 보상과 동시적으로, 상기 MOI 변화에 대한 변화된 모델을 반영하여, 상기 위성체의 MOI를 보상하는 단계
를 더 포함하는 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 방법.
제10항에 있어서,
상기 위성체의 MOI를 보상하는 단계는,
상기 위성체의 MOI 변화를, 상기 컨트롤러와, MOI 프로파일을 갖는 시변모델(time varying model)에 적용 함으로써, 설정된 최소 모델오차가 되도록 하는 단계
를 포함하는 추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 방법.
제10항에 있어서,
상기 추력손실의 보상과 상기 MOI의 보상은,
상기 추력기가 동작하는 임무 기간 동안, 연속적으로 수행되는
추진제 사용에 따른 추력세기 손실 및 위성체 MOI 변화 보상 방법.
제7항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.