طراحی کنترل‌کننده وارون‌دینامیک برای یک ماهواره با درنظرگرفتن دینامیک عملگرهای مغناطیسی
چکیده
در این مقاله برای کنترل یک ماهواره تحریک‌شده با عملگرهای مغناطیسی از کنترل‌کننده غیرخطی وارون‌دینامیک استفاده شده است. از آنجا که پایداری قوانین کنترل خطی در دینامیک‌های غیرخطی در شرایط دور از نقطه تعادل تضمین نشده، لذا لزوم طراحی یک قانون کنترل غیرخطی که پایداری آن کلی است، ضروری به نظر می‌رسد. در این روش طراحی، با تغییر در پارامترهای سیستم، دینامیک غیرخطی سیستم به دینامیک خطی تبدیل می‌شود و ورودی کنترل‌کننده، این تغییر را جبران می‌کند. پایداری سیستم حلقه بسته توسط روش لیاپانوف مورد بررسی و اثبات شد. معادلات دینامیک و سینماتیک ماهواره در حضور گشتاورهای اغتشاشی آیرودینامیک، گرادیان جاذبه، مغناطیسی و تابشی توسعه‌یافته و خطی‌سازی معادلات حرکت حول نقطه تعادل انجام شده است. برای ارزیابی عملکرد کنترل‌کننده وارون‌دینامیک، قوانین کنترل خطی کلاسیک تناسبی- مشتق‌گیر و کنترل بهینه رگولاتور مرتبه دوم خطی طراحی شده و نتایج با آن مقایسه شده است. با مدل‌سازی مدار ماهواره، گشتاورهای اغتشاشی و بردار میدان مغناطیسی زمین محلی، به‌صورت لحظه‌ای و با توجه به وضعیت ماهواره در مدار محاسبه می‌شوند. در انتها پاسخ سیستم با فرض درنظرگرفتن محدوده اشباع برای عملگرهای مغناطیسی نمایش داده شده است. نتایج نمایان‌گر عملکرد بهتر کنترل‌کننده غیرخطی وارون دینامیک در معیار دقت و زمان همگرایی است.
کلید واژگان
کنترل وضعیت مغناطیسی ماهوارهکنترل غیرخطی وارون‌دینامیک
پایداری لیاپانوف
کنترل کلاسیک
کنترل بهینه
شماره نشریه
8تاریخ نشر
2019-08-011398-05-10
ناشر
دانشگاه تربیت مدرسسازمان پدید آورنده
گروه دینامیک پرواز و کنترل، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانگروه دینامیک پرواز و کنترل، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
گروه دینامیک پرواز و کنترل، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران
شاپا
1027-59402476-6909
