관성참조장치(Inertial Reference Unit, IRU)를 기반으로 한 시축 안정화 기술은 운동체의 각진동 간섭을 극복하고 고정밀 추적을 실현하는 주요 기술 수단이다. IRU 시스템은 기계적 공진, 센서 잡음, 구동기 간섭, 베이스 간섭 등 다원 이기종 교란에 직면하며, 서로 다른 교란들은 가법적, 곱셈적 또는 잠재적인 방식으로 시스템의 안정성에 영향을 미친다. 교란 관측기(Disturbance Observer, DOB)는 시스템 안정성에 영향을 주지 않으면서도 시스템의 강인성을 향상시킬 수 있다. 본 논문은 IRU 시스템 내외부 교란원의 원천과 특성을 분석하고, 고전적 DOB, 잡음 관측기(Noise Observer, NOB), 잡음 감소 교란 관측기(Noise Reduction Disturbance Observer, NRDOB) 세 가지 구조가 IRU 시스템의 다원 이기종 교란 억제 효과를 비교 분석하였다. 고전적 DOB, NOB, NRDOB가 입력 명령 신호 및 다원 이기종 교란에 대한 전달 특성을 유도하였고, 교란 추정기의 설계 요구사항을 도출하였다. 시뮬레이션 및 실험 플랫폼을 설계하여 세 가지 구조의 사인파 추적 능력 및 다원 이기종 교란 억제 능력을 비교 분석하였다. 결과는 DOB와 NRDOB의 교란 억제 능력 및 추적 정확도가 NOB 구조보다 우수함을 보여준다. 20Hz, 0.2mrad 베이스 교란 하에서 두 구조의 15Hz, 0.1mrad 사인 입력 신호 추적 오차는 19.2μrad로 NOB 구조 대비 39.43% 감소하였다.

광전자 추적 시스템; 관성참조장치; 교란 관측기; 교란 억제