Interacting Multiple Model 필터를 이용한 반작용 휠 고장 검출 시뮬레이터

Abstract

인공위성은 우주에서 운용되는 만큼 고장이 발생하면 수리가 불가능하다. 특히, 구동기의 고장은 인공위 성의 임무수행의 매우 중요한 역할을 하기 때문에 구동기의 고장검출이 매우 중요하다. 본 논문에서는 인공위성 시뮬레이터를 구성하고 시뮬레이터에 구동기 고장검출을 위한 고장검출 블록을 구성하였다. 구동기 고장검출 블록에는 구동기의 고장검출을 위해 많이 사용하는 방법인 IMM(interacting multiple model) 필터를 적용한다. IMM 필터의 고장검출 성능을 높이기 위해 벌점을 이용하여 고장검출 성능 및 시간을 단축시켰다. 개발된 인공위성 시뮬레이터는 인공위성 동역학 블록, 센서 신호 생성 블록, 제어 블록, 구동기 고장검출 블록 및 가상화 블록으로 구성하였다. 구동기 고장검출 성능을 검증하기 위해 시 뮬레이션을 수행하였으며 그 결과 구동기 고장검출 성능을 확인할 수 있었다.

A satellite operates in the space, if the satellite has a fault, it could not repair immediately. Expecially, actuator faults could be influenced satellite mission. Thus, the actuator fault detection is very important. In this paper, we are developed the satellite simulator by Matlab/Simulink and actuator fault detection block. The actuator fault detection block was used the IMM(interactng multiple model) filter for detecting reaction wheel fault. To increase fault detection performance, we used scalar penalty method in the actuator FDI block. The satellite simulator was constructed the satellite dynamic, sensor signal generation, control, actuator FDI and visualization block. We performed several simulations. The result was showed in the paper.