추력기 제어를 위한 PWPF 설계변수 설계

Q: 이 논문에서 정의한 PWPF(Pulse Width Pulse Frequency)란 무엇인가?

펄스 폭과 펄스 주파수를 동시에 조절하는 펄스 변조 방식으로, 인공위성 추력기 제어에 사용된다. 이 방식은 선형 작동 구간이 존재하여 높은 제어 정확성을 가지며, Schmitt trigger와 저역통과필터의 설계 변수를 통해 시스템 성능을 최적화할 수 있는 특성을 가진다.

Q: PWPF 설계 시 추력기 제어 성능을 최적화하기 위한 핵심 파라미터 조건은 무엇인가?

연구 결과, Km 값이 4와 6 사이일 때 DC 선형성 범위가 최적화되며, Uoff는 Uon의 0.4배 이하, Uon은 0.6 이상이어야 한다. 또한 τ 값이 0.1보다 커야 추력기 작동 횟수의 급격한 증가를 막아 연료 소모와 시스템 수명 감소를 방지할 수 있다.

김태석; 이승우

doi:10.5139/JKSAS.2017.45.10.872

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김태석 (University of Science and Technology) 이승우 (Korea Aerospace Research Institute)

저널정보: 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 韓國航空宇宙學會誌第45卷第10號

발행연도: 2017.10

수록면: 872 - 880 (9page)

DOI: 10.5139/JKSAS.2017.45.10.872

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일반적으로 추력기는 on/off 제어 방식을 이용한다. Bang-Bang Control, PWM(Pulse Width Modulator), PWPF(Pulse Width Pulse Frequency) 등이 그 방법으로 많이 이용되고 있다. PWPF를 설계할 때 파라미터(Km, τ,Uon, Uoff, Um) 를 잘못 선정하면 위상 지연, 연료 낭비, 수명 감소 등이 발생한다. 그러므로 파라미터가 시스템 성능에 미치는 영향을 분석하고 적절한 파라미터를 선정하여야 한다. 본 논문은 정적 해석을 수행하여 PWPF 파라미터 설계방안을 제시하였으며, 동적 분석 및 시뮬레이션을 수행하여 설계변수에 미치는 상호 영향을 분석하였다.

#Pulse Width Pulse Frequency Modulator(펄스 폭 펄스 주파수 변조기) #Thruster(추력기) #Pulse Modulation(펄스 변조)

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