Various studies have been conducted on Thruster Control System and Schmitt Trigger. However, there are only few papers concerning Schmitt Trigger based attitude control system of the lunar lander since mankind has successfully landed on the moon. In this paper, 3-D trajectory optimization for minimum fuel consumption during powered descent phase is explored. In addition, to track the attitude command resulting from APOLLO guidance law by using only on-off thrusters, bang-bang with Dead Zone controller, Schmitt Trigger and PWPFM controller are briefly introduced. Furthermore, one of them, which is Schmitt Trigger, is designed by applying Limit Cycle analysis using a geometrical approach. Lastly, the integrated system which includes APOLLO guidance law and Schmitt Trigger Controller is constructed. Through the simulation of the system, selected design parameters exhibit excellent performance and the system leads the lander to reach the target, even if internal parameter errors and initial state errors exist.
추력기 기반 제어 시스템과 Schmitt Trigger에 대한 많은 연구가 수행되어 왔지만, 달착륙선에 Schmitt Trigger를 자세제어에 이용한 연구는 많지 않다. 본 논문에서는 달의 동력하강 단계에서 연료 소모량을 최소로 하기 위한 3차원 궤적 최적화를 하고, 궤적 최적화로부터 얻어진 값을 이용하여 아폴로 유도 알고리즘을 적용하였다. 아폴로 유도 법칙으로부터 생성된 자세 각을 추종하기 위한 제어기들 중 Bang-Bang with Dead Zone, Schmitt Trigger 그리고 Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator을 소개하였고, 이 중 Schmitt Trigger 제어기를 Limit Cycle 분석을 통하여 설계하였다. 최종적으로 설계된 제어기와 유도 알고리즘을 적용한 시스템을 통합하여 시뮬레이션을 하였고, 본 시스템이 내부 파라미터 오차, 초기 값 오차 그리고 달 환경에서의 외란이 발생하여도 원하는 목표 지점에 잘 도달할 수 있음을 보였다.
