Development of Active Micro-Vibration Isolator using Electromagnet

전자석을 사용한 능동 미소진동 절연장치 개발

Observation satellites carrying high precision optical payload require extremely stringent pointing stability that may be violated in the presence of the disturbances corning from reaction wheels, cryocoolers or other actuating components onboard the satellite. The most common method to protect the sensitive payloads from external disturbances is implementation of vibration isolator. In this paper development of a single axis active vibration isolator using electromagnet and its performance in isolating micro-vibration is presented. The main components of the developed isolator are membrane structure providing the isolator with the required stiffness and an electromagnet for active control. The performance test results show that additional damping can be achieved by active control without degrading isolation performance in high frequency region and that the developed isolator can effectively isolate micro-vibration.

고정밀 광학계를 탑재한 관측 위성은 매우 높은 지향 안정성을 요구하지만 인공위성의 자세 제어를 위해 사용하는 반작용 휠, 극저온 냉각을 위한 cooler 등 다양한 진동원에 의해 미소 진동이 발생할 수 있다. 고정밀 탑재체를 외부 진동으로부터 보호하기 위한 가장 일반적인 방법은 진동이 전달되는 경로에 진동 절연장치를 도입하는 것이다. 본 논문에서는 미소진동 절연을 위한 1 축 능동 진동 절연장치의 개발 및 진동 절연 성능 시험을 기술하였다. 개발한 절연장치의 고유진동수를 조절하기 위해 원하는 강성을 갖는 membrane 구조를 설계하였으며 능동 제어를 위해 전자석을 사용하였다. 절연장치의 성능 시험 결과를 통해 능동 제어 시 고주파수 대역에서 절연성능의 저하 없이 공진의 크기를 줄일 수 있는 것과 개발된 진동 절연 장치가 미소 진동을 효과적으로 절연할 수 있는 것을 확인하였다.