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표제지
요약
목차
제1장 서론 13
제2장 위성 자세제어 시스템 17
2.1. 위성 운동 방정식 17
2.1.1. 오일러 각 17
2.1.2. 쿼터니언 18
2.1.3. 동역학 방정식 18
2.2. 위성 자세제어 법칙 및 구동기 20
2.2.1. 위성 자세제어 법칙 20
2.2.2. 제어모멘트자이로 배치 및 김블 구동 법칙 22
제3장 제어모멘트자이로 결함 27
3.1. 결함 및 결합 유형 27
3.2. 제어모멘트자이로 결함 원인 유형 및 결함 모델링 29
3.2.1. 제어모멘트자이로 결함 원인 유형 29
3.2.2. 제어모멘트자이로 결함 모델링 35
3.3. 구동기 결함 임계값 설정 40
3.3.1. 위성 세부 임무에 따른 요구조건 40
3.3.2. 구동기 결함 임계값 설정 42
제4장 제어모멘트자이로 결함 진단 기법 46
4.1. 슬라이딩 모드 관측기를 통한 결함 감지 46
4.1.1. 결함 크기 감지 46
4.1.2. 결함 발생 시간 55
4.2. 결함 모델링을 통한 결함 분리 58
4.2.1. 결함 모델링 58
4.2.2. 결함 분리 기법 61
4.3. 결함 진단 기법 검증 72
4.3.1. 결함 시뮬레이션을 통한 기법 검증 72
4.3.2. 검증 기법 성능 분석 80
제5장 결론 81
참고문헌 83
ABSTRACT 91
Table 1. Satellite Submission 41
Table 2. Satellite and Control Moment Gyro Specifications 42
Table 3. Satellite Actuator Fault Simulation Parameters 43
Table 4. Imbalance Fault Threshold 45
Table 5. Simulation in Secular Disturbance 50
Table 6. Simulation in Low Frequency Disturbance 52
Table 7. Simulation in High Frequency Disturbance 53
Table 8. Simulation Parameters - Concurrent 56
Table 9. Simulation Parameters - Sequentially 57
Table 10. Single Fault Position and Type 61
Table 11. Multiple Fault Position and Type 61
Table 12. Fault Diagnosis Simulation Parameters 72
Table 13. Fault Diagnosis Simulation Scenario 73
Table 14. Performance Indices 80
Figure 1. Spacecraft Fault/Failure Impact on the Mission 13
Figure 2. Spacecraft Subsystems Affected 14
Figure 3. Satellite Attitude Control Flow Chart 20
Figure 4. Torque Generation Concept of CMG 22
Figure 5. Pyramid Configuration 23
Figure 6. Fault, Failure and Malfunction 27
Figure 7. Basic Fault Model 28
Figure 8. Motor Fault Tree Analysis 29
Figure 9. Motor Fault/Failure Rate 30
Figure 10. Ball Bearing 31
Figure 11. Bearing Misalignment 32
Figure 12. Bearing Eccentricity Fault 32
Figure 13. Bearing Common Fault 33
Figure 14. Shaft Fault 34
Figure 15. Static Imbalance Modeling 36
Figure 16. Static Imbalance Initial Phase Modeling 37
Figure 17. Dynamic Imbalance Modeling 38
Figure 18. Dynamic Imbalance Initial Phase Modeling 39
Figure 19. Field of View 40
Figure 20. Swath Width 40
Figure 21. Attitude Control Stability by Static Imbalance Amplitude 44
Figure 22. Attitude Control Stability by Dynamic Imbalance Amplitude 44
Figure 23. Sliding Mode Control 46
Figure 24. Flow Chart of Sliding Mode Observer 49
Figure 25. Reference/Observed Disturbance Torque - Secular Dist. 50
Figure 26. Sliding Mode Observer States 51
Figure 27. Reference/Observed Disturbance Torque - Low Frequency Dist. 52
Figure 28. Reference/Observed Disturbance Torque - without G 54
Figure 29. Reference/Observed Disturbance Torque - with G 54
Figure 30. Fault Estimation Norm Monitor - Concurrent 56
Figure 31. Fault Detection Time - Concurrent 56
Figure 32. Fault Estimation Norm Monitor - Sequentially 57
Figure 33. Fault Detection Time - Sequentially 57
Figure 34. Monitoring Window and Overlapping Samples 62
Figure 35. Simulation Time t, Imbalance Time t', t'' 63
Figure 36. Satellite Attitude - Concurrent 74
Figure 37. Satellite Angular Velocity- Concurrent 74
Figure 38. CMG Ginbal Angle - Concurrent 74
Figure 39. Static Disturbance - Concurrent 75
Figure 40. Dynamic Disturbance - Concurrent 75
Figure 41. Residual Norm Monitor - Concurrent 76
Figure 42. Fault Identification - Concurrent 76
Figure 43. Satellite Attitude - Sequentially 77
Figure 44. Satellite Angular Velocity- Sequentially 77
Figure 45. CMG Ginbal Angle - Sequentially 77
Figure 46. Static Disturbance - Sequentially 78
Figure 47. Dynamic Disturbance - Sequentially 78
Figure 48. Residual Norm Monitor - Sequentially 79
Figure 49. Fault Identification - Sequentially 79
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