지상 3자유도 기체 부상 플랫폼에서 군집 위성 자율 접합 실험의 낮은 정밀도와 실험 시스템의 과도한 복잡성 문제를 해결하기 위해, 임베디드 시스템과 연쇄 PID 로터 추진 제어를 기반으로 한 연속 미소 추력 고정밀 전물리 시뮬레이션 시스템을 설계하였다. 먼저 군집 위성의 궤도 상대 동역학에 따라 지상 시뮬레이션 환경의 외란 분석과 결합하여 외란 보정이 포함된 지상 전물리 시뮬레이션 시스템 동역학 모델을 구축하였다. 자세 분리 로터 추진 시스템을 설계하고 모션 캡처 시스템과 주 제어 상위 컴퓨터 및 하위 컴퓨터 플랫폼과 결합하여 μCOS 운영 체제를 기반으로 한 단일 시뮬레이션 위성과 연쇄 PID 알고리즘 기반 3자유도 운동 제어 시스템을 설계하였다. 이후 2대의 우주선 자율 접합 기체 부상 실험을 통해 본 논문에서 구축한 전물리 시뮬레이션 시스템 동역학 모델의 시뮬레이션 데이터가 실험 데이터와 일치하며, 지상 시뮬레이션 우주선의 측정된 자세 제어 정밀도가 0.1° 이상, 위치 제어 정밀도가 1mm 이상임을 확인하여 군집 위성 자율 접합 반물리 시뮬레이션의 고정밀 요구를 충족시키고 대규모 위성 군집 시뮬레이션 실험 시스템 구축에 참고가 되는 방안을 제공하였다.

군집 위성;자율 접합;전물리 시뮬레이션 시스템;PID 제어;로터 추진