The attitude control of a satellite with flexible appendages such as solar arrays and antennas is represented in this research. Flexible appendages of the satellite have large area and thin thickness, so they vibrate as the satellite maneuvers. If the vibration modes are not controlled, they lead to degradation of satellite attitude stability and pointing accuracy. Therefore, the H-infinity control method, which is one of the robust control methods was introduced. At first, linear dynamic equations for the satellite with flexible appendages were derived from the rigid-flexible satellite model and finite element method. Then, the H-infinity controller was designed based on the mixed-sensitivity design with weighting function selection process. Finally, time response and frequency response of the resultant controller were analyzed in terms of robustness and performance. The simulation results were represented with model uncertainties and time delay to check whether the controller can be applied to satellite with flexible appendages.
본 논문에서는 태양전지판이나 안테나와 같은 유연 구조물을 가진 인공위성의 자세제어에 대해 다루었습니다. 인공위성의 유연 구조물은 넓은 면적에 비해 얇은 두께를 가지고 있어 인공위성이 기동함에 따라 진동하는 특성이 있습니다. 이러한 진동 모드를 제어하지 못하면 인공위성 자세제어의 안정성과 정확도가 감소하게 됩니다. 따라서 이를 제어하기 위해 ${H_\infty}$ 제어기법을 도입하였습니다. 먼저 유연 구조물을 가진 인공위성의 선형 운동방정식을 강건-유연 인공위성 모델과 유한 요소법을 통해 유도하였습니다. 그리고 ${H_\infty}$ 제어기를 혼합감도 설계와 가중함수 선정 과정을 통해 설계하였습니다. 마지막으로, 제어기의 시간 및 주파수 응답을 강건성과 성능 측면에서 분석하였습니다. 모델 불확실성과 시간 지연이 있는 상황에서의 시뮬레이션 결과를 통해 제어기를 유연 구조물을 가진 인공위성에 적용 가능한지 확인하였습니다.
