طراحی زیرمجموعه‌های فضایی: (هدایت، کنترل، سازه و...)
علیرضا آهنگرانی فراهانی؛ امیرحسین آدمی؛ حامد عارف خانی
دوره 16، شماره 3 ، مهر 1402، ، صفحه 79-89
چکیده
در این مقاله به ارائه یک رویکرد جدید در طراحی کنترل‌کننده وضعیت یک ماهواره با استفاده از چرخ‌های عکس‌العملی پرداخته شده است. ابتدا یک کنترل‌کننده غیرخطی که بهره‌های آن در هر لحظه وابسته به متغیرهای حالت است پیشنهاد می‌گردد. در گام اول، روند استخراج ضرایب کنترل با استفاده از بهینه‌ساز GA تشریح می‌گردد. سپس با استفاده از نتایج ...
بیشتر
در این مقاله به ارائه یک رویکرد جدید در طراحی کنترل‌کننده وضعیت یک ماهواره با استفاده از چرخ‌های عکس‌العملی پرداخته شده است. ابتدا یک کنترل‌کننده غیرخطی که بهره‌های آن در هر لحظه وابسته به متغیرهای حالت است پیشنهاد می‌گردد. در گام اول، روند استخراج ضرایب کنترل با استفاده از بهینه‌ساز GA تشریح می‌گردد. سپس با استفاده از نتایج تعدادی آزمایش، داده کافی برای شبه مدلسازی (Meta Modelling) سیستم استخراج شده و با استفاده از بانک دادهها، تابع بهره‌های کنترلی مربوطه بهینهسازی میگردند. ورودی تابع مذکور حالتهای سیستم و خروجی آن ضرایب کنترلی است. در نهایت از یک پلتفرم شبیه‌ساز تعیین و کنترل وضعیت ماهواره مبتنی بر یاتاقان هوایی جهت ارزیابی رویکرد پیشنهادی استفاده گردید. نتایج تست آزمایشگاهی نشان میدهد عملکرد روش پیشنهاد شده تا 30% بهتر از کنترل کننده کلاسیک PID با ضرایب ثابت است.
حامد عارف‌خانی؛ مهران مهدی‌آبادی؛ سیدمحمدمهدی دهقان
دوره 9، شماره 2 ، شهریور 1395، ، صفحه 25-34
چکیده
در این مقاله، کنترل چرخش ماهواره توسط عملگرهای مغناطیسی با استفاده از قوانین کنترل «نرخ و محور چرخش» و «کاهش نرخ نوسانات» مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. ارزیابی این قوانین کنترلی توسط «شبیه‌ساز سه‌درجه آزادی کنترل وضعیت ماهواره مبتنی بر یاتاقان هوایی» انجام شده است. به علت محدودیت‌های ذاتی شبیه‌ساز، ...
بیشتر
در این مقاله، کنترل چرخش ماهواره توسط عملگرهای مغناطیسی با استفاده از قوانین کنترل «نرخ و محور چرخش» و «کاهش نرخ نوسانات» مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. ارزیابی این قوانین کنترلی توسط «شبیه‌ساز سه‌درجه آزادی کنترل وضعیت ماهواره مبتنی بر یاتاقان هوایی» انجام شده است. به علت محدودیت‌های ذاتی شبیه‌ساز، نتایج تست آزمایشگاهی تنها در راستای یک محور قابل رؤیت است. بنابراین برای ارزیابی دقیق سهمحوره این قوانین، ابتدا با مدلسازی معادلات دینامیکی و سینماتیکی شبیه‌ساز و مقایسة نتایج شبیهسازی با نتایج تست آزمایشگاهی، به ارزیابی مدلسازی پرداخته می‌شود. پس از اثبات صحت مدلسازی، شبیهسازی سهمحوره قوانینکنترلی انجام می‌شود. از آنجا که مدل اعتبارسنجی شده مبنای یکسانی با معادلات مدل ماهواره دارد و تنها تمایز آن در گشتاور اغتشاشی ناشی از فاصله مرکز جرم با مرکز دوران است، میتوان از امکان کنترل سهمحوره ماهواره با این قوانین کنترل اطمینان حاصل کرد. نتایج تستها نشاندهندة عملکرد مناسب این قوانین کنترلی است.
حامد عارف‌خانی؛ سیدمحمدمهدی دهقان؛ امیرحسین توکلی
دوره 9، شماره 2 ، شهریور 1395، ، صفحه 47-60
چکیده
در این مقاله، ارزیابی کنترل وضعیت مغناطیسی با استفاده از قوانین کنترلی PD و LQR بررسی شده است. برای ارزیابی این قوانین کنترلی از «شبیه‌ساز سه‌درجۀ آزادی کنترل وضعیت ماهواره مبتنی بر یاتاقان هوایی» استفاده شده است. معادلات دینامیکی و سینماتیکی توسعه‌یافته برای شبیه‌ساز با تست آزمایشگاهی حلقه‌باز صحه‌گذاری می‌شود. پس از اثبات ...
بیشتر
در این مقاله، ارزیابی کنترل وضعیت مغناطیسی با استفاده از قوانین کنترلی PD و LQR بررسی شده است. برای ارزیابی این قوانین کنترلی از «شبیه‌ساز سه‌درجۀ آزادی کنترل وضعیت ماهواره مبتنی بر یاتاقان هوایی» استفاده شده است. معادلات دینامیکی و سینماتیکی توسعه‌یافته برای شبیه‌ساز با تست آزمایشگاهی حلقه‌باز صحه‌گذاری می‌شود. پس از اثبات صحت مدلسازی، قوانین کنترلی با مقایسۀ نتایج شبیهسازی و تست آزمایشگاهی حلقهبسته ارزیابی می‌شود. به دلیل محدودیت‌های ذاتی شبیه‌ساز، پیاده‌سازی کنترلکنندۀ وضعیت مغناطیسی تنها در راستای یک محور امکانپذیر است. نتایج تستهای آزمایشگاهی نشاندهندۀ عملکرد بهتر قانون کنترلی LQR و دقت مناسب آن برای بسیاری از مأموریتهاست. بنابراین، با تعمیم کنترلکنندۀ LQRشبیهسازی سهمحوره برای یک ماهواره انجام شده است.
علیرضا آقالاری؛ احمد کلهر؛ سیدمحمدمهدی دهقان؛ سید هادی چهل‌تنی
دوره 7، شماره 3 ، مهر 1393، ، صفحه 51-67
چکیده
شبیه‌ساز زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره یک سیستم آزمایشگاهی است که به‌منظور توسعه و تست الگوریتم‌های مختلف کنترلی در یک محیط با ریسک و هزینة پایین طراحی شده است. این سیستم آزمایشگاهی قادر است تا شرایط واقعی ماهوارة چابک در فضا را با دقت بسیار خوبی در روی زمین ایجاد کند. شبیه‌ساز توسعه داده شده از چهار بخش مهم سیستم تأمین توان، سیستم ...
بیشتر
شبیه‌ساز زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره یک سیستم آزمایشگاهی است که به‌منظور توسعه و تست الگوریتم‌های مختلف کنترلی در یک محیط با ریسک و هزینة پایین طراحی شده است. این سیستم آزمایشگاهی قادر است تا شرایط واقعی ماهوارة چابک در فضا را با دقت بسیار خوبی در روی زمین ایجاد کند. شبیه‌ساز توسعه داده شده از چهار بخش مهم سیستم تأمین توان، سیستم کنترل آنبورد، نگهدارندة شبیه‌ساز و کامپیوتر زمینی تشکیل شده است. سیستم کنترل آنبورد شامل یک کامپیوتر صنعتی، چهار عملگر ژایروی کنترل ممان تک‌جیمبال و یک حسگر تعیین وضعیت است. نگهدارندة شبیه‌ساز شامل یک صفحه پلتفرم به‌منظور نصب تجهیزات، یاتاقان هوایی نیمکروی و پایه است. ارتباط بین کامپیوتر زمینی و شبیه‌ساز بهصورت بیسیم فراهم شده است. در این مقاله، ابتدا مراحل طراحی، ساخت و تست شبیه‌ساز ارائه شده و سپس به منظور تست آن، نتایج پیاده‌سازی الگوریتم کنترلی PID بر اساس زوایای اویلر و نیز فیدبک کواترنیون به همراه نتایج شبیهسازیارائه می‌شود.
امیرحسین توکلی؛ احمد کلهر؛ سیدمحمدمهدی دهقان
دوره 5، شماره 2 ، تیر 1391، ، صفحه 59-68
چکیده
در این مقاله عملکرد و کارآیی یک شبیه‌ساز سه درجه آزادی مورد بررسی قرار گرفته است. این پلتفرم یک ابزار آزمایشگاهی مهماست که برای بررسی عملکرد زیر سیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این دستگاه از یاتاقان هوایی نیم‌کره‌ای برای ایجاد شرایط تعلیق و جاذبة صفر و از چرخ عکس‌العملی نمونه‌‌سازی شده به عنوان ...
بیشتر
در این مقاله عملکرد و کارآیی یک شبیه‌ساز سه درجه آزادی مورد بررسی قرار گرفته است. این پلتفرم یک ابزار آزمایشگاهی مهماست که برای بررسی عملکرد زیر سیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این دستگاه از یاتاقان هوایی نیم‌کره‌ای برای ایجاد شرایط تعلیق و جاذبة صفر و از چرخ عکس‌العملی نمونه‌‌سازی شده به عنوان عملگر کنترل وضعیت استفاده شده است. یک حسگر ترکیبی یکپارچه نیز برای تعیین وضعیت به کار میرود. امکان ارسال فرمان و مشاهدة پارامترهای عملکردی پلتفرم در ایستگاه مانیتورینگ با استفاده از کارت شبکة بیسیم امکانپذیر است. برای ارزیابی عملکرد و کارآیی سیستم، کنترلرهای وضعیت PD، QEFو LQR برای سیستم طراحی شده و مانور تغییر وضعیت با استفاده از آنها انجام شده است. نتایج آزمایشهای عملی علاوه بر اثبات عملکرد مناسب کنترلرهای طراحی شده، قابلیت و کارآیی سیستمطراحی شده را به عنوان شبیه‌ساز برای پیاده‌سازی و ارزیابی کنترلرهای وضعیت ماهواره نشان می دهد
