طراحی یک ردیاب برای یک ماهواره‌بر مبتنی بر خطی‌سازی برخط

A Launch Vehicle Tracker Design Based on On-Line Linearization

Text

مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

ResearchPaper

(2016-08-22)
به دلیل حضور برخی ترم‌های غیر خطی در معادلات پرواز یک ماهواره‌بر باید یک راهبرد مناسب و پایدار کنترلی برای غلبه بر این ترم‌ها و در نتیجه، فرایند ردیابی صحیح مسیر بهینۀ رسیدن ماهواره‌بر به مدار مورد نظر را طراحی کرد. در این مقاله، مبانی طراحی یک کنترل‌کننده برای سیستم غیر خطی نوین و ساده با هدف کنترل یک نوع ماهواره‌بر در جهت ردیابی مسیر بهینۀ آن توضیح داده می‌شود. مبنای اساسی این استراتژی، خطی‌سازی برخط معادلات غیر خطی طی پرواز و در نهایت، بازنمایی معادلات سیستم به‌‌صورت ژاکوبین توسعه‌یافته است. نکتۀ مهم این است که سیستم تنها در برخی نقاط کاری و تعادل خطی‌سازی نمی‌شود و در هر بازۀ نمونه‌برداری، سعی شده است که سیستم معادلات غیر خطی به معادلات خطی تبدیل و سپس، با استفاده از تئوری جای‌دهی قطب‌ها، یک کنترل‌کنندۀ ردیاب مناسب برای سیستم پیشنهاد شود. نتایج طراحی و شبیه‌سازی حاکی از دقت و همگرایی مناسب سیگنال‌های مرجع (سیگنال‌های شامل سرعت و زاویۀ پیچش) و در نتیجه، انجام موفقیت‌آمیز مأموریت است.
In order to overcome the nonlinear terms in the flight equations of a launch vehicle, an appropriate control strategy has to be designed. In this paper, the fundamentals of designing a simple controller in order to control a typical launch vehicle for tracking the optimum launch vehicle path is presented. The principals of this strategy are based on on-line linearization of the nonlinear equations in each sampling interval during the flight and eventually representing system equations as extended Jacobean equations. It is important to note that equations linearization does not work in some areas and equilibrium points of the system but in each sampling interval is trying the system of nonlinear equations can be transformed into linear equations and then by using the pole placement theory, a good tracking controller proposed for the system. Design and simulation results show good accuracy and proper convergence of the reference signals (speed and pitch angle signals) and eventually, the success of the mission.
مجموعه‌ها: