کنترل بهینة وضعیت ماهواره با عملگر چرخ عکس‌العملی

Abstract

در این مقاله مدل‌سازی مانور وضعیت بهینة هر ماهواره‌ برای تحصیل وضعیت مطلوب با استفاده از عملگرهای فعال چرخ عکس‌العملی انجام گرفته است. بدین ترتیب، ابتدا دینامیک حرکت وضعی ماهواره‌‌ای که در سیستم کنترل وضعیت آن از چرخ‌های عکس‌العملی به‌عنوان عملگر فعال استفاده شده است؛ استخراج و معادلات به صورت فضای حالت بیان شده‌اند. به منظور استخراج معادلات دقیق، معادلات الکتریکی چرخ عکس‌العملی و دینامیک ماهواره کوپل شده‌است و روش‌های اجتناب از اشباع چرخ عکس‌العملی نیز در مدل‌سازی وارد شده است. سپس کنترل بهینة مانور وضعیت ماهواره‌ با چرخ عکس‌العملی، و قانون کنترلی تنظیم‌کنندة درجة دوم خطی (LQR) با موفقیت انجام شده است. نتایج شبیه‌سازی با دیگر مراجع مرتبط با موضوع مقایسه شده است و حکایت از آن دارد که ماهوارة مفروض پس از گذشت اندک زمانی و با اعمال تلاش کنترلی حداقل به وضعیت دلخواه برسد و پایدار شود. همچنین مانور سریع وضعیت برای چرخش سریع ماهواره و تحصیل وضعیت مطلوب ارائه شده است.