큐브위성용 자세결정 및 제어시스템의 실시간 소프트웨어 검증 기법

심한준; 배영환; 기창돈

doi:10.5139/JKSAS.2023.51.3.207

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저자정보: 심한준 (Seoul National University) 배영환 (Seoul National University) 기창돈 (Seoul National University)

저널정보: 한국항공우주학회 한국항공우주학회지 한국항공우주학회지 제51권 제3호

발행연도: 2023.3

수록면: 207 - 216 (10page)

DOI: 10.5139/JKSAS.2023.51.3.207

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본 논문에서는 큐브위성용 자세결정 및 제어시스템의 실시간 소프트웨어 검증 기법을 다룬다. 큐브위성에 탑재되는 OBC(On-Board Computer)는 하나의 단일 코어를 활용하여 다양한 서브시스템을 관리하고, 예비부품(Redundancy) 탑재가 제한되므로 효율적이고 신뢰 가능한 소프트웨어가 탑재되어야 한다. 또한 큐브위성 프로젝트의 비용적 측면, 개발 기간, 시설, 인력 투입 조건의 제약을 고려하여 일반적으로 쉽게 접근 가능할 수 있는 소프트웨어 검증이 수행되어야 한다. 이러한 관점에 기반하여 본 논문에서는 교육기관에서 보편적으로 자세결정 및 제어시스템 설계에 사용되는 MATLAB 소프트웨어를 활용하여 MILS (Model-In-the-Loop Simulation)를 수행하고, 설계된 모델을 바탕으로 동역학 모델 및 센서 측정치를 제공하는 우주환경 시뮬레이터, 그리고 자세결정 및 제어시스템을 분리하여 소프트웨어 검증을 수행한다. 이를 위해 분리된 모듈 간 데이터 입출력을 RS-232 통신을 활용하여 MATLAB 기반의 SILS(Software-In-the-Loop Simulation), OBC상의 RTOS(Real-Time Operation System) 기반의 PILS(Processor-In-the-Loop Simulation)를 각각 수행하고, 결과물을 비교함으로써 구현된 소프트웨어의 수치적 유효성을 검증한다. 제안된 기법은 SNUGLITE-II 큐브위성에 탑재되는 자세결정 및 제어시스템의 SILS, PILS 결과의 수치 오차를 제시함으로써 그 유용성을 확인하였다.

#CubeSat(큐브위성) #Attitude Determination and Control System(자세결정 및 제어시스템) #Processor-In-the-Loop Simulation(PILS) #Software-Test-Bed(STB) #Real-time Software(실시간 소프트웨어) #Flight Software(비행 소프트웨어)

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