بررسی اثر نوع بیان سینماتیک در کنترل وضعیت فضاپیما با روش خطی‌سازی پسخورد

Abstract

استفاده از تئورهای کنترل غیرخطی در مسئله کنترل وضعیت فضاپیما رایج و مرسوم می‌باشد. تئوری خطی‌سازی پسخورد یک روش کنترل غیرخطی است که سعی در خطی‌سازی دینامیک‌های غیرخطی سیستم دارد. انتخاب خروجی در این تئوری کنترلی، اثر مستقیمی بر پایداری سیستم خواهد داشت. به‌منظور کنترل وضعیت فضاپیما در این روش، پارامترهای توصیف‌کننده وضعیت سیستم به‌عنوان خروجی در نظر گرفته می‌شوند. هدف این پژوهش بررسی تفاوت اثر استفاده از روش مرسوم بیان سینماتیک از طریق پارامترهای کواترنیون در مقابل استفاده از پارامترهای اصلاح‌شده رودریگز می‌باشد. با طراحی صورت گرفته و نتایج شبیه‌سازی‌ها این مطلب مشخص شد که استفاده از کواترنیون‌ها در مانورهایی که منجر به صفر شدن قسمت اسکالر پارامترهای کواترنیون می‌شود، عدم کارایی قانون کنترلی رابه علت وجود سینگولاریتی در محاسبات نتیجه خواهد داد. این در حالی است که به کمک پارامترهای اصلاح‌شده رودریگز این مشکل به وجود نمی‌آید و کنترلر در مانورهای تغییر وضعیت یکسان سرعت و بهره‌وری بیشتری را با تلاش کمتر از خود نشان می‌دهد.