توسعة کنترل وضعیت ماژول زیرمداری با عملگرهای پیشرانش گاز سرد و استفاده از پسخور کواترنین

Abstract

در این تحقیق توسعة روش کنترل وضعیت برای ماژول زیرمداری، با استفاده از پیشرانه‌های گاز سرد و کاربرد روش ماتریس خطایِ کواترنین برای مأموریت کوتاه مدتِ ماژول فضایی انجام گرفته است. فرمان‌‌های کنترل وضعیت از سیستم هدایت صادر شده و به کنترلر مبتنی بر کواترنین داده می‌شود تا میزان گشتاور لازم هر محور محاسبه شود. سیستم تحت کنترل دارای معادلات دینامیکِ حرکتِ وابسته و غیر خطی بوده و در ترکیب با پیشرانه‌های گاز سرد با عملکرد غیرخطی و ناپیوسته، دینامیک پیچیده‌ای حاصل می‌شود. قانونِ کنترلِ غیر خطی بر اساس تعریف ماتریسِ خطایِ کواترنین به همراه کاربرد مدولاتورِ سیگنالِ فرمان که زمان خاموش و روشن بودن پیشرانه‌ها را مدوله می‌کند، برای فرمان به پیشرانه‌ها طراحی شده است. از ویژگی‌های این طراحی اجتناب از تکینگی موجود در طراحی‌های مبتنی بر زوایای اویلر و عملکرد مطلوب برای زوایایِ فرمانِ بزرگ و با نرخ چرخش بالاست. در شبیه‌سازی، اثرات اغتشاشات خارجی و نامعینیِ مدلِ سیستم بررسی شده است که نشان از عملکرد مطلوب کنترل طراحی شده برای کاربرد در ماژول فضایی مورد نظر در مأموریت خواسته شده است.