نوع مقاله : مقالة تحقیقی (پژوهشی)
نویسندگان
دانشکده مهندسی برق و الکترونیک ، دانشگاه صنعتی شیراز، شیراز، ایران
چکیده
در این مقاله مسئله پایداری مجانبی برای متغیرهای حالت سرعت و سرعت زاویهای یک فضاپیما در حضور عدم قطعیتها و اغتشاشات خارجی مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از مهمترین روشها در طراحی کنترلکننده برای سیستمهای غیرخطی طراحی بر اساس مفهوم غیرفعال بودن است. این مفهوم ابزار مناسبی برای آنالیز سیستمهای غیرخطی فراهم میآورد، همچنین برای پایدارسازی مجانبی سیستمهای دینامیکی غیرخطی، بهخصوص سیستمهای مکانیکی مورد استفاده قرار میگیرد. قانون کنترل مبتنی بر نظریه غیرفعال بودن، یک فیدبک خروجی استاتیکی است که دارای ویژگیهای ارزشمندی است. به دلیل وجود عدم قطعیتها و اغتشاشات خارجی در معادلات فضای حالت سیستمهای فیزیکی، ابتدا نسخه مقاوم روش کنترل مبتنی بر نظریه غیرفعال بودن ارائه میشود و قانون کنترل برای سیستمهای غیرخطی دارای عدم قطعیت با ساختار آفاین ارائه خواهد شد. سپس از این روش برای طراحی قانون کنترلی برای یک فضاپیما استفاده میشود. از آنجا که در این مقاله پایدارسازی فقط برای متغیرهای حالت سرعت و سرعت زاویهای فضاپیما انجام شده است، لذا مدل کاهش مرتبه یافته از فرم فضای حالت یک فضاپیمای شش درجه آزادی استخراج شده است و سپس قانون کنترلی مقاوم برای آن طراحی شده است. شبیهسازیهای کامپیوتری کارایی کنترلکننده پیشنهادی را در مورد پایدارسازی مجانبی مقاوم متغیرهای حالت سرعت و سرعت زاویهای فضاپیما در حضور عدم قطعیتها و اغتشاشات خارجی نشان می دهد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Velocity and Body Rate Control of a Spacecraft Using Robust Passivity-Based Control
نویسندگان [English]
- Hamed Chenarani
- Tahereh Binazadeh
- Mohammad Hosein Shafiei
Department of Electrical and Electronic Engineering, Shiraz university of Technology.Shiraz .IRAN
چکیده [English]
This paper considers the problem of asymptotic stabilizing of velocity and body rates of a spacecraft in the presence of uncertainties and external disturbances. One of the important methods in controller design for nonlinear systems; is designing based on the passivity concept. This concept which provides a useful tool for analysis of nonlinear systems has been also used for asymptotic stabilizing of nonlinear dynamical systems especially mechanical systems. The passivity-based control law is a static output feedback and has valuable features. Because of existence of uncertainties and external disturbances in the state-space of equations of physical systems; first the robust version of passivity-based control method, which is recently developed in literature, is given and the control law for nonlinear uncertain systems with affine structure is presented. Then, this approach is used in controller design for a spacecraft. Since, this paper considers only the stabilization of velocity and body rates, therefore the reduced-order model is extracted from the state-space equation of a spacecraft with six degree of freedom and then the robust control law is designed. Computer simulations show the efficiency of the proposed controller in robust asymptotic stabilizing of the velocity and body rate vectors of the spacecraft in the presence of uncertainties and external disturbances.
کلیدواژهها [English]
- Passivity-based control
- Robust stabilization
- Spacecraft