کنترل وضعیت سه محوره ماهواره با ترکیب تراستر و چرخ های عکس العملی

Abstract

در این مقاله، کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از ترکیب چرخ عکس ­العملی و تراستر مورد بررسی قرار می‌گیرد. پس از استخراج معادلات حاکم بر دینامیک وضعیت ماهوراه، از روش کنترلی PID برای تعیین گشتاور کنترلی مناسب استفاده می­شود. با در نظر گرفتن مدل و قیود حاکم بر چرخ­ عکس­ العملی، مومنتوم زاویه­ای و گشتاور اعمالی چرخ­های عکس ­العملی به­ دست آمده و برای شرایط اولیه مختلف آنالیز می­ گردد. نتایج به­دست آمده نشان می­دهد تا زمانی­ که چرخ ­ها اشباع نشده­ اند، کنترل وضعیت با استفاده از چرخ­ ها با دقت مناسب صورت می­ گیرد ولی با اشباع چرخ­ ها کنترل وضعیت به درستی صورت نگرفته و زوایای اویلر به شدت افزایش می­ یابد. برای اشباع زدایی چرخ­ ها از تراستر استفاده می­ شود به طوری‌که هم مومنتوم زاویه ­ای چرخ ­ها کاهش یابد و هم وضعیت ماهواره به مقدار مطلوب کنترل شود. سه استراتژی مختلف برای کاهش دور چرخ­ ها با روش­های PWM و PWPF ارائه شده و نتایج مقایسه شده و روش مناسب برای کنترل وضعیت و از اشباع خارج ساختن چرخ­ های عکس‌العملی ارائه می­ گردد. نتایج این مقاله می­ تواند برای کنترل وضعیت ماهوراه­ های مشابه نیز مفید واقع شود.