Development of 100Nm-class Control Moment Gyroscopes for Industrial Applications

摘要

제어 모멘트 자이로(control moment gyroscope, CMG)는 고토크 발생 장치로서 인공위성 뿐만 아니라 항공, 선박, 자동차, 로봇 등의 다양한 산업분야의 자세안정화와 기동 시스템에 적용될 수 있다. 본 논문은 여러 산업분야에서 적용할 수 있는 100Nm급 CMG 개발 전반에 대한 내용을 다룬다. 이를 위해서 CMG 시스템레벨 요구사항 분석, 모터 서브시스템 설계/제작/조립, 시험장치 구성, 성능시험 및 평가에 대한 개발과정과 결과를 제시한다. 스핀모터와 김벌모터를 설계조건에서 구동하여 CMG의 토크출력이 120Nm 이상 생성됨을 성능시험을 통해 확인한다. The control moment gyroscope(CMG) which is well known as an effective high-torque-generating device is applicable to space vehicles, airplanes, ships, automobiles, robotics, etc. for attitude stabilization and maneuver. This paper deals with the overall details of 100Nm-class CMG development for various industrial applications, and provides the activities and results associated with the CMG system-level requirement analysis, the motor subsystem design/manufacturing/integration, the construction of ground support equipment, and the performance test and evaluation. The performance test reveals that the CMG generates the torque output more than 120Nm in as-designed operation of spin motor and gimbal motor.