In this thesis, a feasibility study on the attitude control function by using of several pulsed plasma thrusters(PPTs) is conducted. The PPT consumes less propellant mass for the velocity increase (ΔV) required for the orbit management or attitude control due to their high specific impulse characteristics, compared to traditional chemical or cold-gas propulsion systems. Thus the PPT is expected to be highly adequate for the missions such as long-duration operations and large ΔV orbit transfers. It also has relatively long operation time and is easy to implement. This thesis presents a study of the feasibility of the PPT for attitude control of spacecrafts in realistic missions. The classical PD controller and a fuzzy logic controller are tested to identify the feasibility of the PPT. And a fuel saving fuzzy controller is then proposed for more flexible mission performance.
본 논문에서는 플라즈마 추력기를 이용한 인공위성의 자세제어 가능성을 연구를 수행하였다. 플라스마 추력기는 기존의 화학 추력계나 냉기 추력계에 비해 높은 비추력을 가지며 궤도나 자세 제어를 위한 가속에 있어서 추진체의 소비가 적다. 따라서 장기간의 임무수행에 있어서 궤도유지나 자세제어, 궤도 변경등에서 높은 성능을 기대할 수 있다. 또한 작동시간이 길고 구현이 쉽다는 장점이 있다.
본 논문의 목표는 제안된 시스템의 요구조건을 결정하고 이를 만족하는 제어기의 설계에 있다. 본 논문에서는 실제 모델에 적용할 수 있는 외란 토크를 분석하고, 실제 위성(KITSAT-3)에서의 요구조건을 만족하는 플라즈마 추력기의 자세제어 알로리듬을 제시하였다. 또한 연료 소비를 절감하는 퍼지 제어로직을 설계하고 성능을 검토하였다.
또한 기존의 PD 제어기와 퍼지제어기를 이용하여 인공위성의 자세제어에 플라즈마 추력기가 적용 가능한지를 검토하였고 보다 폭넓은 수행 성능을 위한 연료절감을 퍼지 제어기를 제안하였다.
