ORIGINAL_ARTICLE
توسعة کنترل وضعیت ماژول زیرمداری با عملگرهای پیشرانش گاز سرد و استفاده از پسخور کواترنین
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.
https://jsst.ias.ir/article_14460_75eb7275366f4e5bae1639da0b9d7978.pdf
2013-04-01
1
10
کواترنین
کنترل وضعیت
ماژول زیرمداری
پیشرانه گاز سرد
شبیهسازی
فضلاله
موسوی
f.moosavi@mail.kntu.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
جعفر
روشنییان
2
AUTHOR
رضا
امامی
3
AUTHOR
Herman, A. L. and Conway, B. A., “Optimal Spacecraft Attitude Control Using Collocation and Nonlinear Programming,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics (ISSN 0731-5090), Vol. 15, No. 5, 1992, pp. 1287-1289.
1
Yang, C and Wu, C. J., “Optimal Large-Angle Attitude Control of Rigid Spacecraft by Momentum Transfer,” IET Control Theory Appl., Vol. 1, No. 3, 2007. pp. 657-664.
2
Junkins, J. L. and Turner, J. D., “Optimal Continuous Torque Attitude Maneuvers,” Journal of Guidance and Control Dynamic, Vol. 3, No. 3, 1990, pp. 210-217.
3
Jan, Y. W. and Chiou, J. C. “Minimum-Time Spacecraft Maneuver Using Sliding-Mode Control,” Acta Astronautica, 54, Issue 1, 2004, pp. 69-75.
4
Gangbing, S. and Agrawal, B. N., “Vibration Suppression of Flexible Spacecraft During Attitude Control,” Acta Astronautica, 49, No. 2, 2001, pp. 73-83,
5
Bertrand, P., Attitude Control of Small Satellites Using Fuzzy Logic, Department of Mechanical Engineering McGill University, Montreal, 1997.
6
Sidi, M. J., Spacecraft Dynamics and Control-A Practical Engineering Approach, Cambridge Aerospace Series, Cambridge University Press, 1997.
7
Wertz, J. R., Spacecraft Orbit and Attitude Systems Mission Geometry, Orbit and Constellation Design and Management, 2001.
8
Arantes, G. and Martins-Filho, L. S., Optimal on-off Attitude Control for the Brazilian Multi-Mission Platform Satellite, Center of Applied Space Technology and Microgravity, Report, D28359-Bermen, Germany, 2009.
9
Makovec, K. L., A Nonlinear Magnetic Controller for Three-Axis Stability of Nanosatellites, (Thesis M. Sc.) Submitted to the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute and State University, 2001.
10
Anthony, T. C., Wie, B. and Caroll, S., “Pulse Modulated Control Synthesis for a Flexible Spacecraft,” Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol. 13, No. 6, 1990, pp. 1014–1022.
11
Bernelli-Zazzera, F., Mantegazza, P. & Nurzia, V. “Multi Pulse-Width Modulated Control of Linear Systems,” Journal of Guidance, Control and Dynamics, 21, No.1, 1998, pp. 64–70.
12
Buck, N. Minimum Vibration Maneuvers Using Input Shaping and Pulse-Width-Pulse-Frequency Modulated Thruster Control, (Thesis M. Sc.), Naval Postgraduate School, California, USA, 2008.
13
McClelland, R. S., Spacecraft Attitude Control System Performance Using Pulse-Width-Pulse-Frequency Modulated Thrusters, (Thesis M. Sc.), Naval Postgraduate School, California, USA, 1994.
14
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی برهمکنش موتور و سامانة دمش گرم با مدل شبیهساز دینامیکی
مأموریت سامانة فشارگذاری، تحت فشار قراردادن مخازن سوخت و اکسیدکننده برای تأمین فشار ورودی پمپهاست. در ساختار سامانة پیشران مورد بررسی، سیستم فشارگذاری مخرن سوخت از نوع دمش گرم است و با سیال عامل برگرفته از مدار پنوموهیدرولیکی موتور تغذیه میشود که این مسئله موجب وابستگی عملکردی این دو به یکدیگر خواهد بود. در این پژوهش تحلیل تأثیر متقابل موتور و سیستم فشارگذاری مخزن سوخت یک سامانه پیشران فضایی خاص مورد بررسی قرار گرفته است. برای دستیابی به این هدف، مدل ریاضی موتور و سیستم فشارگذاری مخزن سوخت تهیه شده است. سامانة مورد بررسی دارای چهار زیرسامانة اصلی: موتور سوخت مایع، مخزن سوخت، محفظة اختلاط و لولههاست. همچنین رفتار سیستم، با استفاده از مجموعه معادلات حاصل، در محیط سیمولینک نرمافزار متلب شبیهسازی شده و پاسخهای حاصل از مدل شبیهساز با آزمونهای واقعی انجامشده بر سامانه، مقایسه شدهاند. در نهایت اثر برهمکنش موتور و سامانة دمش گرم در پیکرة سامانة پیشران مورد نظر با مدل دینامیکی، ارائه شده است.
https://jsst.ias.ir/article_14461_7e46a9b8357714f467576d45fe3e1ea5.pdf
2013-04-01
11
19
شبیهسازی
برهمکنش موتور سوخت مایع
سامانه دمش گرم
حمیدرضا
علیمحمدی
hataf1353@gmail.com
1
AUTHOR
داود
رمش
davood.ramesh@gmail.com
2
AUTHOR
محمدرضا
حیدری
mrezaheidari@yahoo.com
3
دانشگاه آزاد اسلامی واحد پرند - فنی مهندسی- مکانیک و هوافضا
AUTHOR
رضا
فرخی
4
AUTHOR
حسن
کریمی
karimi@kntu.ac.ir
5
LEAD_AUTHOR
Feodesof, V. E, Introduction of Rocket Design, Translated by Karimi, H and etc. KNT University of Technology Publisher, Tehran, 2000, pp. 15-50, (In Persian).
1
Ebrahimi A. A, Gas Pressurizing Systems in Liquid Rocket Propulsion, Technical Report, 1997.
2
Binder, M., Liquid Propellant Gas-Generators, NASA Space Vehicle Design Criteria, TR-12481, March 1972.
3
Kalesnikov, K.S., Pressurization Systems in Liquid Rocket Engine, Mashinostroenie Publishing Co., 1976 (In Russian).
4
Alok, M., Steadman, T., “Numerical Modeling of Pressurization of a Propellant Tank,” 37th Aerospace Science Meeting and Exhibit, Reno, Nv,11-14 Jan ,1999.
5
Han, V. N., “Ground Pressurization by Helium Bubbling for Cryogenic Upper Stages,” AIAA Journal of Propulsion, 4, No. 3833, 2001, pp. 12-15.
6
Naoumov, V., Kriukov, V., “Modeling of Combustion and Flow in the Combustors of Rocket Gas-Generators,” 41st Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, 6-9 January 2003.
7
[8] Kwon, S. and Lee, J. W., “Optimal Gas Generator Design for the Liquid Rocket Engine,” 42nd AIAA Aerospace Science Meeting and Exhibit, Reno, Nevada, 5-8 January 2004.
8
Zad, R., “Blow System and Discharge of Gas of Fuel Tank,” PazhoheshYar Journal, 3, No.10, Tehran , 2003, pp 49-55 (In Persian).
9
Shahani, A. R, Design of Pressurize Systems in Rocket, Aerospace Industrial Organization of Iran, Technical Report, 1997.
10
Mohseni, M., Design and Thermodynamics Analysis of Liquid Rocket Propulsion Tank Pressurize Systems, (M. Sc Thesis), KNTU Faculty of Aerospace, Tehran, Iran, 2005.
11
Mohseni, M., “Design and Thermodynamics Analysis of a Liquid Rocket Propulsion Tank Pressurize Systems,” The 13st Conference of Iranian Mechanical Engineering Society, IUT Isfahan, 2006
12
[13] Najafi, M, Mathematical Modeling and Simulation of a Liquid Propellant Engine and Related Gas Pressreization System, (M. Sc Thesis), KNTU Faculty of Aerospace, Tehran, Iran, 2008 (In Persian).
13
[14] Alimohammadi, H. A., Nonlinear Mathematical Modeling and Simulation of a Space Liquid Propulsion System, (M. Sc Thesis), Malek Ashtar Technical University, Faculty of Aerospace, Tehran, Iran, 2010 (In Persian).
14
[15] Zanj, A., Mathematical Modeling of a Hot Pressurizing System and Effective Engine Performance Factors, Technical Report, 2006 (In Persian).
15
[16] Ramesh, D., Farrokhi, R., “Optimizing of Unsteady Regime of a Liquid Propellant Engine,” 16nd ISME International Conference, Shahid Bahonar University, Kerman, 2008 (In Persian).
16
[17] Ramesh, D., Farrokhi, R., “Nonlinear Dynamic Simulation of a Liquid Propellant Engine,” 15nd ISME International Conference, AmirKabir University of Technology, Faculty of Aerospace, Tehran, 2007 (In Persian).
17
[18] Beliaev, E., Evanov, V., and Chervakov, V., Mathematical Modeling of Operating Process of Liquid Propellant Rocket Engines, MAI Publication, 1999 (In Russian).
18
[19] Binder, M., RL10-3-3A Rocket Engine Modeling Project, NASA Technical Memorandum 107318, 1997.
19
[20] Ramesh, D. and Aminpoor, M.,"Nonlinear Dynamic Simulation of an Open-Cycle Liquid Propellant Engine", AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit, Cincinnati Duke Energy Convention Center,Cincinnati,OH, 2007.
20
[21] Koodriatsev, V. M., The Basis of Theory and Calculation of Liquid Propellant Rocket Engines, Russian, Mashinostroenie Publication, 1993 (In Russian).
21
ORIGINAL_ARTICLE
بررسی امکان تسری ترتیبات موافقتنامة امداد و نجات فضانوردان به گردشگران فضایی
فضانوردان به عنوان فرستادگان بشریت در فضای ماورای جو همواره در معرض تهدیدهای گوناگون قرار دارند. از همین رو تکلیف به امداد و نجات فضانوردان و بازگرداندن آنان از همان ابتدای تلاش برای قاعدهمند کردن استفادة انسان از فضای ماورای جو مورد توجه قرار گرفت و در معاهدۀ فضای ماورای جو به طور کلی و در موافقتنامۀ امداد و نجات به طور خاص به آن پرداخته شد. با وجود اینکه تا کنون مجالی عملی برای آزمودن ترتیبات مندرج در این اسناد دست نداده است، اما به هر روی نمیتوان اهمیت تعهد به نجات و بازگرداندن فضانوردان را به عنوان اهرمی اطمینانبخش در بسط و گسترش فعالیتهای بشر در فضای ماورای جو نادیده انگاشت. در این میان گسترش روزافزون فعالیتهای تجاری در فضای ماورای جو و جدیتر شدن حضور گردشگران فضایی، بحث قابلیت تسری مقررات موجود در موافقتنامهی امداد و نجات به گردشگردان فضایی را صورت جدی مطرح نموده است که در این مقاله به بررسی زوایای گوناگون آن خواهیم پرداخت.
https://jsst.ias.ir/article_14462_947c7a86c5835ab0866f34e11343e6e6.pdf
2013-04-01
21
30
حقوق بینالملل فضا
فضانورد
گردشگری فضایی
معاهدة فضای ماورای جو
موافقتنامة امداد و نجات
الهام
امینزاده
eaminzadeh@ut.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
یونس
علاقهبند حسینی
2
AUTHOR
[1] Jarvis, R. M., “The Space Shuttle Challenger and the Future Law of Outer Space Rescues,” International Lawyers, Vol. 20, 1986, p. 604.
1
[2] O’ Toole, “Spacewalkers Send Repaired Navy Satellite Spinning on Its Way”, Washington Post, September 2, 1985 and Cummings, “Space Shuttle Lands Safely After ‘Near Perfect’ Mission,” New York Times, September 4, 1985.
2
[3] Lyall, F. and Larsen, P. B., Space Law, A Treatise, Ashgate Publishing Limited, 2009.
3
[4] Hara, R., “Legal Status of Astronauts and Other Personnel on the Moon,” Proceedings of the 26th Colloquium on the Law of Outer Space, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1983, p. 165.
4
[5] Kamenetskaya, E., “Cosmonaut” (“Astronuat”): An Attempt of International Legal Definition,” Proceedings of the 31st Colloquium on the Law of Outer Space, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1988, p. 177.
5
[6] DeSaussure, H., “Astronauts and Seamen: A Legal Comparison”, Journal of Space Law, Vol. 10, No. 2, 1982, p. 165.
6
[7] Jason Steptoe, E., “Astronauts and Return in an Era of Planetary Exploration: “Envoys of Mankind,” “Space Flight Participants” and Celestial Settlers,” in: Lafferranderie, Gabriel and Marchisio, Sergio (eds.) The Astronauts and the Rescue Agreement: Lessons Learned, The European Centre for Space Law, 2011, p. 202.
7
[8] UNGA Res. 1802 (XVII), International Co-operation in the Peaceful Uses of Outer Space, December 19, 1962.
8
[9] UNGA Res. 1962 (XVIII) (), The Declaration of Legal Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space, December 13, 1963.
9
Hobe, S., “Space Tourism as a Challenge to the Astronauts Concept,” Lafferranderie, Gabriel and Marchisio, Sergio (eds.) The Astronauts and the Rescue Agreement: Lessons Learned, The European Centre for Space Law, 2011, p. 74.
10
Jakhu, R., and Battacharya, R., “Legal Aspects of Space Tourism,” Proceedings of the 45th Colloquium on the Law of Outer Space, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2002, pp. 112-31.
11
Sachdeva, G.S., “Astronauts: Envoys of Mankind: An Analysis of Legal Basis,” Mani, V.S., Bhatt, S., and Balkista Reddy, V., (eds.) Recent Trends in International Space Law and Policy, Lancers Books, New Delhi, 1997, p. 212.
12
Vereshchetin, V. S., “Legal Status of International Space Crews,” Annals of Air and Space Law, Vol. 3, No. 2, 1978, p. 545.
13
Convention on the International Liability for Damage Caused by Space Objects, Signed on March 29, 197, Entered into Force on September 21, 1972 (961 UNTS 187).
14
Convention on Registration of Objects Launched into Outer Space, signed on January 14, 1975, Entered into Force on September 15, 1976 (1023 UNTS 15)
15
Agreement Governing the Activities of States on the Moon and Other Celestial Bodies, Signed on December 18, 1979, Entered into Force on July 11, 1984 (1363 UNTS 3).
16
Multilateral Crew Operations Panel (MCOP), “Principles Regarding Processes and Criteria for Selection, Assignment, Training and Certification of ISS (Expedition and Visiting) Crewmembers,” November 2001, p. 4.
17
Beckman, J. A., “Citizens Without a Forum: The Lack of an Appropriate and Consistent Remedy for United States Citizens Injured or Killed as a Result of Activity Above the Terrestial Air Space,” Boston College International and Comparative Law Review, Vol. 22, No.1, 1999, pp. 249-78.
18
Convention on International Civil Aviation, Signed on December 7, 1944, Entered into Force on April 4, 1947 (15 UNTS 295).
19
Dembling, P. G. and Arons, D. M., “The Treaty on Rescue and Return of Astronauts and Space Objects,” William and Mary Law Review, Vol. 9, 1968.
20
Reijnen, G. C. M., The United Nations Space Treaties Analysed, Editions Frontiéres, 1992, p. 158.
21
Hobe, S. and Cloppenburg, J., “Towards a New Aerospace Convention - Selected Legal Issues of Space Tourism,” Proceedings of the 47th Colloquium on the Law of Outer Space, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2004, p. 377
22
O’Brien, Z. N., “Liability for Injury, Loss or Damage to the Space Tourist,” Proceedings of the 47th Colloquium on the Law of Outer Space, American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2004, p. 386.
23
Stotler, C. W., “International and US National Laws Affecting Commercial Space Tourism,” Journal of Space Law, Vol. 33, No. 1, 2007, p. 251
24
Vienna Convention of the Law of Treaties, Signed on May 23, 1969, Entered into Force January 27, 1980 (1155UNTS 331).
25
Sundahl, M., “The Duty to Rescue Space Tourists and Return Private Spacecraft,” Research Paper No. 09-167, Cleveland State University, College of Law, March 2009, p. 19.
26
N. Doc A/AC.105/825, U.N. Doc A/AC.105/740
27
Freeland, S., “The Emergence of Space Tourism and Its Impact on the International Law of Outer Space,” Chicago Journal of International Law, Vol. 6, No. 3, 2005, p. 10.
28
Yun, Z., “A Legal Regime for Space Tourism: Creating Legal Certainty in Outer Space,” Journal of Air Law and Commerce, Vol. 74, No. 1, 2009
29
Lachs, Manfred, The Law of Outer Space, Sijthoff Publishers, 1972, p. 71.
30
ORIGINAL_ARTICLE
طراحی الگوریتمهای آشکارسازی و جداسازی عیب مبتنی بر حدود آستانة تطبیقی برای زیرسیستم کنترل وضعیت یک ماهواره سه محوره
در این مقاله، یک روش آشکارسازی عیب مقاوم بر اساس تولید حدود آستانة تطبیقی برای یک ماهوارة سه محوره ارائه میشود. برای این منظور، در ابتدا سیستم کنترل وضعیت توسط یک مدل با تغییرات شبه پارامتری خطی (q-LPV) توصیف میشود. در ادامه یک مشاهدهگر بازهای بر اساس مدل فوق طراحی شده است که بر اساس آن، عدمقطعیتهای پارامتری ماهواره به درون حدود آستانة اعلان عیب منتقل شده و در نتیجه حدود آستانه تطبیقی بهدست خواهند آمد. در این مقاله، نشان داده میشود که این روش باعث کاهش نرخ اعلان عیب نادرست شده، و نیز عیوب کوچک یا دارای تغییرات شیبدار در قیاس با روشهای ذکر شده بهطور مؤثرتر تشخیص داده میشوند. در بخش دیگر این مقاله، یک الگوریتم جداسازی مبتنی بر روش درخت عیب، همچنین یک سیستم جبران عیب با استفاده از بازپیکربندی عملگرها ارائه شده است. بنابراین بعد از جداسازی چرخهای عکسالعملی معیوب، عملگرهای مغناطیسی مناسب جایگزین آنها میشود و در نتیجه خطای کنترل وضعیت، محدود نگاه داشته میشود
https://jsst.ias.ir/article_14463_7c0ec79d29538482ddc84c9750612343.pdf
2013-04-01
31
46
ماهواره سه محوره
کنترل وضعیت
عیب
آشکارسازی
جداسازی
مشاهدهگر بازهای
مدل Q
LPV
حسین
بلندی
h_bolandi@iust.ac.ir
1
دانشگاه علم و صنعت ایران
LEAD_AUTHOR
مصطفی
عابدی
mo_abedi@sbu.ac.ir
2
دانشگاه شهید بخشتی - برق و کامپیوتر
AUTHOR
مهران
حقپرست
3
AUTHOR
Castet, J. F. and Saleh, J. H., “Satellite and Satellite Subsystems Reliability: Statistical Data Analysis and Modeling,” Reliability Engineering and System Safety, Vol. 94, No. 11, 2009, pp. 1718-1728.
1
Patton, R. , “Fault Detection and Diagnosis in Aerospace Systems Using Analytical Redundancy,” Computing and Control Engineering Journal, 1991, pp. 127-136.
2
Frank, P. M., “Fault Diagnosis in Dynamic Systems Using Analytical and Knowledge-Based Redundancy-A Survey and Some New Results,” Automatica, Vol. 26, No. 3, 1990, pp. 459-474.
3
Zhang, Y. and Jiang, J., “Bibliographical Review on Reconfigurable Fault Tolerant Control Systems,” Annual Reviews in Control, Vol. 32, No. 2, 2008, pp. 229-252.
4
Hwang, I. and Kim, S., “A Survey of Fault Detection, Isolation and Reconfiguration Methods,” IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 18, No 3, 2010, pp. 636-653.
5
Venkatasubramanian, V., Rengaswamy, R. and Kavuri, S. N., “A Review of Process Fault Detection and Diagnosis Part I: Quantitative Model-Based Methods,” Computers &Chemical Engineering, 2003, Vol. 27, No. 3, 293-311.
6
Pirmoradi, F. N., Sassani, F. and Silva, C. W. D., “Fault Detection and Diagnosis in a Spacecraft Attitude Determination System,” ActaAstronautica, Vol. 65, No. 5-6, 2009, pp. 710–729.
7
Soken, H. E. and Hajiyev, C., “Pico Satellite Attitude Estimation Via Robust Unscented Kalman Filter in the Presence of Measurement Faults,” ISA Transactions, Vol. 49, No. 3, 2010, pp. 249-256.
8
Venkateswaran, N., Siva, M. S. and Goel, P. S., “Analytical Redundancy Based Fault Detection of Gyroscopes in Spacecraft Applications,” ActaAstronautica, Vol. 50, No 9, 2002, pp. 535-545.
9
Patton, R. J., Uppal, F. J., Simani, S. and Polle, B., “Robust FDI Applied to Thruster Faults of a Satellite System,” Control Engineering Practice, Vol. 18, No. 9, 2010, pp. 1093–1109.
10
Patton, R. J., Uppal, F. J., Simani, S. and Polle, B., “Reliable Fault Diagnosis Scheme for a Spacecraft Attitude Control System,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part O: Journal of Risk and Reliability, Vol. 222, No. 2, 2008, 139-152.
11
Henry, D., “Robust Fault Diagnosis of the Microscope Satellite Micro-Thrusters,” IFAC Fault Detection, Supervision and Safety of Technical Processes, Beijing, 2006, pp. 342-347.
12
Jiang, T. and Khorasani, K., “A Fault Detection, Isolation and Reconstruction Strategy for a Satellite’s Attitude Control Subsystem with Redundant Reaction Wheels”, IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics, Montreal, Que., 2007, pp. 3146-3152.
13
Wu, Q. and Saif, M., “Robust Fault Diagnosis of a Satellite System Using a Learning Strategy and Second Order Sliding Mode Observer,” IEEE Systems Journal, Vol. 4, No. 1, 2010, pp. 112-121.
14
Zhang, K., Jiang, B. and Shi, P., “Adaptive Observer-Based Fault Diagnosis with Application to Satellite Attitude Control Systems,” Second International Conference on Innovative Computing, Information and Control, Kumamoto, 2007, pp. 508-508.
15
Wang, J., Jiang, B. and Shi, P., “Adaptive Observer Based Fault Diagnosis for Satellite Attitude Control Systems,” International Journal of Innovative Computing, Information and Control, ICIC International, Vol. 4, No. 8, 2008, pp. 1921-1929.
16
Bolandi, H., Haghparast, M. and Abedi, M., “Design of Fault Detection, Identification and Recovery Algorithms for Attitude Control System of a Three Axis Satellite”, Journal of Space Science and Technology, Vol. 5, No. 1, 2012, pp. 29-40.
17
Khan, A.Q. and Ding, S. X., “Threshold Computation for Fault Detection in a Class of Discrete-Time Nonlinear Systems,” International Journal of Adaptive Control and Signal Processing, Vol. 25, No. 5, 2011, pp. 407-429.
18
Blesa, J., Puig, V. and Bolea, Y., “Fault Detection Using Interval LPV Models in a Open –Flow Canal,” Control Engineering Practice, Vol. 18, No. 5, 2010, pp. 460-470.
19
Raissi, T., Videau, G. and Zolghadri, A., “Interval Observer Design for Consistency Checks of Nonlinear Continuous-Time Systems,” Automatica, Vol. 46, No. 3, 2010, pp. 518-527.
20
Puig, V., Stancu, A., Escobet, T., Nejjari, F., Quevedo, J. and Patton, R. J., “Passive Robust Fault Detection Using Interval Observers: Application to the DAMADICS Benchmark Problem,” Control Engineering Practice, Vol. 14, No. 6, 2006, pp. 621-623.
21
Oca, S.M.D., Puig, V. and Blesa, J., “Robust Fault Detection Based on Adaptive Threshold Generation Using Interval LPV Observers,” International Journal of Adaptive Control and Signal Processing, Vol. 26, No. 3, 2012, pp. 258-283.
22
Meseguer, J., Puig, V. and Escobet, T., “Fault Diagnosis Using a Timed Discrete-Event Approach Based on Interval Observers: Application to Sewer Networks,” IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics-Part A: Systems and Humans, Vol. 40, No. 5, 2010, pp. 900-916.
23
Puig, V., Quevedo, J., Escobet, T., Nejjari, F. and Heras S. D. L., “Passive Robust Fault Detection of Dynamic Processes Using Interval Models,” IEEE Transactions on Control Systems Technology, Vol. 16, No. 5, 2008, pp. 1083-1089.
24
Blesa, J., Puig, V. and Saludes, J.,” Identification for Passive Robust Fault Detection Using Zonotope-Based Set-Membership Approaches,” International Journal of Adaptive Control and Signal Processing, Vol. 25, No. 5, 2011, pp. 788-812.
25
Sidi, M. J., Spacecraft Dynamics and Control, Cambridge University Press, New York, pp. 88-95, 1997.
26
Jaulin, L., Kieffer, M., Didrit, O. and Walter, E., Applied Interval Analysis, Springer, London, pp. 11-42, 2001.
27
ORIGINAL_ARTICLE
مدلسازی عملکرد سامانههای تصویربرداری SAR
سامانههای تصویر برداری راداری SAR، مکملی برای سامانههای سنجش از دور الکترواپتیکی هستند و در طی دو دهة اخیر مورد استفاده قرار گرفتهاند. پیچیدگی عملکرد در این سامانهها، بهویژه در مرحلة نگاشت، از فضای سیگنال به فضای تصویر، درک نحوة رفتار این سامانهها را با مشکل مواجه ساخته است. این مسئله توسعه و استفاده از این فناوری را از منظر کاربری و مقابله با آن را از منظر پدافند غیر عامل، به شدت محدود کرده است. در این مقاله، تلاش شده است مدلی برای عملکرد سامانههای تصویر برداری SAR ارائه شود. مدل عملکردی ارائه شده، مانند تابع پاسخ ضربه برای سیستمهای خطی مستقل از زمان، نحوة رفتار این سامانهها را نشان میدهد و با استفاده از آن میتوان فرایند تصویربرداری SAR را شبیهسازی کرد. صحت مدل عملکردی ارائه شده، براساس مقایسة نتایج بهدست آمده در این مقاله و نتایج مورد انتظار گزارش شده در مراجع معتبر این حوزه به اثبات رسیده است
https://jsst.ias.ir/article_14464_ba16ff0bc5734781f6e758113a72887d.pdf
2013-04-01
47
56
سامانه های تصویربردار SAR
پاسخ ضربه دوبعدی
مدل عملکردی
نگاشت از فضای سیگنال به فضای تصویر
الگوریتم RDA
حمید
دهقانی
dehghani@mut.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
علی
ریوندی
2
AUTHOR
مجتبی
بهزاد فلاحپور
3
AUTHOR
کیومرث
موسیزاده
4
AUTHOR
Schowengerdt, R. A., Remote Sensing Models and Methods for Image Processing, Edition, Elsevier, New York, 2007.
1
Richards, J. A., Remote Sensing with Imaging Radar, Edition, Springer, New York, 2009.
2
Bhattacharya, S. and et al, “Fast Encoding of Synthetic Aperture Radar Raw Data Using Compressed Sensing,” Statistical Signal Processing IEEE, USA, 2007, pp.448-452.
3
Doring, B. J. and et al, “Reference Target Correction Based on Point Target SAR Simulation,” IEEE Transaction on Geosciences and Remote sensing, Vol.50, No.3, 2012, pp.951-959.
4
Cumming, I. G. and Wong, F. H., Digital Processing of Synthetic Aperture Radar Data Algorithms and Implementation, Artech House: London, 2005.
5
Maitre, H., Processing of Synthetic Aperture Radar Images, 4th Edition, Wiley, New York, 2008.
6
Donghoa, Z. and Xiaoling, Z., Downward-Looking 3-D Linear Array SAR Imaging Based on Chirp Scaling Algorithm, Synthetic Aperture Radar IEEE, Asian-Pacific Conference Xian, 2009, pp.1043-1046.
7
Du, L. and et al, “A Three-Dimensional Range Migration Algorithm for Downward-Looking 3D-SAR with Single-Transmitting and Multiple-Receiving Linear Array Antennas,” EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, 2010, No. 11, 2010, pp.1-15.
8
Perna, S., Airborne Synthetic Aperture Radar Models, Focusing and Experiments, (M.Sc. Thesis), Federico II University, 2004-2005.
9
Lee, Y. and et al, “A Study on Jamming Performance Evaluation of Noise and Deception Jammer Against SAR Satellite,” IEEE International Conference on Synthetic Aperture Radar, Seoul, 2011, pp.1-3
10
ORIGINAL_ARTICLE
مدلسازی انتشار اشیای فضایی، پیشبینی تقربهای بحرانی ماهوارهها و تخمین حداکثر احتمال تصادم اشیای فضایی
در این مقاله با استفاده از دادههای در دسترس از مجموعه المانهای دوسطری (TLE) به استخراج و ارائة یک مدل انتشار دقیق در حضور اثرات گرانشی و درگ اتمسفری پرداخته، و نیز پیشبینی مسیر حرکت و استخراج اطلاعات مداری اشیای فضایی از قبیل ماهوارههای عملیاتی و غیرعملیاتی و همچنین پسماندهای فضایی میپذیرد. سپس با استفاده ازپیادهسازی الگوریتم مدل انتشار و تئوری احتمالات، به مدلسازی تصادم دو ماهواره کاسموس 2251 و ایریدیوم 33 و نیز محاسبة حداکثر احتمال برخورد آنها پرداخته شده و نتایج مورد بحث قرار میگیرند. به این ترتیب میتوان موقعیت و سرعت هر یک از ماهوارهها در روز و لحظة تصادم و نیز امکان برخورد آن با اشیای دیگر را پیشبینی کرد و در صورت لزوم، مناسبترین زمان انجام مانورهای جلوگیری از برخورد را، مشخص کرد که موفقیتآمیز بودن و دقت این مانور متأثر از دقت مدل انتشار به کار رفته، محاسبة دقیق احتمال برخورد و همچنین مکانیزم مانور خواهد بود.
https://jsst.ias.ir/article_14465_db93b26bbc64d7e5bda35720928c8f78.pdf
2013-04-01
57
67
پسماند فضایی
مدل انتشار
مجموعه المان دو سطری
حداکثر احتمال برخورد
تابع چگالی گوسین
صفحة رویارویی
بیضیگون کواریانس مکانی
محمد
نوابی
sciences.edu@gmail.com
1
دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
LEAD_AUTHOR
رضا
همراه
2
دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
AUTHOR
[1] Kelso, T. and Alfano, S., “Satellite Orbital Conjunction Reports Assessing Threatening Encounters in Space (SOCRATES),” Presented at the 2005 AAS/AIAA Space Flight Mechanics Conference, Copper Mountain, CO, January 2005, pp. 23–27.
1
[2] Kelso, T. S., “Frequently Asked Questions: Two-Line Element Set Format,” Satellite Times, Vol. 4, No. 1, Jan.1998, pp. 68-69,.
2
[3] Vallado, D. A., Crawford, P., Hujsak, R. and Kelso, T. S., “Revisiting Spacetrack Report #3,” AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference, Keystone, CO, Aug 2006.
3
[4] Sidi, M. J., Spacecraft Dynamics and Control, a Practical Engineering Approach, Cambridge University Press, 1997.
4
[5] Hoots, F. R., Paul W. S. Jr. and Robert A. G., “History of Analytical Orbit Modeling in the U. S. Space Surveillance System,” Journal of Guidance Control, and Dynamics, AIAA, Vol. 27, No. 2, 2004, pp.174–185.
5
[6] Patera, R. P., “General Method for Calculating Satellite Collision Probability,” AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 24, No. 4, July-August 2001, pp. 716-722.
6
[7] Alfano, S., “Review of Conjunction Probability Methods for Short-Term Encounters”, Proceedings of the 17th AIAA Space Flight Mechanics Meeting, San Diego, California, 2007.
7
[8] Alfano, S., “Collision Avoidance Maneuver Planning Tool”, AAS-05-308, AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Lake Tahoe, CA, August 2005.
8
[9] Fateev, V. F. and et. al, “Analysis of Collision Prediction Characteristics,” AMOS Conference, September 2009.
9
ORIGINAL_ARTICLE
کنترل مقاوم حرکت آرایشی فضاپیما توسط کنترلر مود لغزشی بهینه
در مقاله حاضر، برای کنترل حرکت نسبی در حرکت آرایشی فضاپیما، یک کنترلر مود لغزشی بهینه طراحی میشود. این کنترلر براساس معادلات خطی حرکت نسبی در مدار دایروی، طراحی شده و روی سیستم غیرخطی که تحت اغتشاش خارجی است، اعمال میگردد. در ابتدا کنترلر بهینه به روش خطی مرتبه دو طراحی و سپس برای مقاومسازی آن، روش کنترلی مود لغزشی انتگرالی بهکار گرفته میشود. در این تحقیق، فرض میشود که فضاپیماها در مدارات پایینزمین حرکت میکنند و اغتشاش حاصل از عدم کرویت زمین (J2)به عنوان اغتشاش خارجی لحاظ میگردد. پایداری سیستم حلقه بسته توسط روش دوم لیاپانوف اثبات شده و عملکرد کنترلر مود لغزشی بهینه در تعقیب آرایش مطلوب با کنترلر مود لغزشی مقایسه میشود. نتایج شبیه سازی عملکرد موثر کنترلر پیشنهادی را نشان میدهد
https://jsst.ias.ir/article_14466_b54eead3fc8cdfb475ea0d8ba80778e5.pdf
2013-04-01
69
75
حرکت آرایشی فضاپیما
حرکت نسبی در مدار دایروی
کنترل مود لغزشی بهینه
روش کنترلی مود لغزشی انتگرالی
امین
ایمانی
imani_amin@aut.ac.ir
1
دانشگاه صنعتی امیرکبیر - مهندسی مکانیک
AUTHOR
محسن
بهرامی
mbahrami@aut.ac.ir
2
LEAD_AUTHOR
[1] Kristiansen, R. and Nicklasson, P. J., “Spacecraft Formation Flying: a Review and New Results on State Feedback Control,” Acta Astronautica, Vol. 65, Issues 11-12, 2009, pp. 1537–1552.
1
[2] Alfriend, K. T. and et al., Spacecraft Formation Flying Dynamics, Control and Navigation, First Edition, Elsevier, Astrodynamics Series, 2010.
2
[3] Carter, T., “Clohessy-Wiltshire Equations Modified to Include Quadratic Drag,” Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol. 25, No. 6, 2002, pp. 1058–1063.
3
[4] Schaub, H. and Alfriend, K. T., “J2-Invariant Relative Orbits for Spacecraft Formations,” Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, Vol. 79, Issue 2, 2001, pp. 77–95.
4
[5] Schaub, H. and Junkins, J. L., Analytical Mechanics of Space Systems, AIAA Education Series, 2003.
5
[6] Yeh, H. H., Nelson, E., and Sparks, A., “Nonlinear Tracking Control for Satellite Formations,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 25, No. 2, 2002, pp. 376–386.
6
[7] Massey, T. and Shtessel, Y., “Continuous Traditional and High-order Sliding Modes for Satellite Formation Control,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 28, No. 4, 2005, pp. 826–831.
7
[8] Hui, L., Junfeng, L. and Baoying, H., “Sliding Mode Control for Low-thrust Earth-Orbiting Spacecraft Formation Maneuvering,” Aerospace Science and Technology, 10, No. 7, 2006, pp. 636–643.
8
[9] Hui, L. and Li, J., “Terminal Sliding Mode Control for Spacecraft Formation Flying,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 45, No. 3, 2009, pp. 835–846.
9
Wang, Z. and Zhang, Y., “Design and Verification of a Robust Formation Keeping Controller,” Acta Astronautica, 61, Issues 7-8, 2007, pp.565–574.
10
Bo, X. and Gao Y., “Sliding Mode Control of Space Robot Formation Flying,” Proceedings of the 4th International Conference on Autonomous Robots and Agents, Wellington, New Zealand, Feb, 2009, pp. 561–565.
11
Bae, J. and Kim, Y., “Adaptive Controller Design for Spacecraft Formation Flying Using Sliding Mode Controller and Neural Networks,” Franklin Institute, Vol. 349, Issue 2, 2012, pp. 578–603.
12
Utkin, V. and Shi, J., “Integral Sliding Mode in Systems Operating under Uncertainty Conditions,” Proceedings of 35th Conference on Decision and Control, Japan, December, 1996, pp. 4591–4596.
13
Slotine, J. E. and Li, W., Applied Nonlinear Control, Prentice-Hall, 1991.
14
Anderson, B D O. and Moore, J B., Optimal Control Linear Quadratic Methods, Prentice-Hall, 1989.
15
Sabol, C., Burns, R. and Mclaughlin, C A., “Satellite Formation Flying Design and Evolution,” Spacecraft and Rockets, Vol. 38, No. 2, 2001, pp. 270–278
16
ORIGINAL_ARTICLE
مدلسازی کامل اغتشاشات چرخ عکسالعملی و پیادهسازی روی یک نمونة آزمایشگاهی
میزان کارایی ماهوارههای تصویربرداری جهت انجام مأموریت بستگی زیادی به میزان ثبات ماهواره در وضعیت موردنظر دارد. ارتعاشات بسیار کوچک میتواند تأثیر منفی در کیفیت تصاویر داشته باشد. این ارتعاشات ممکن است به وسیله سیستمهای مکانیکی و حسگرهایی که در ماهواره نصب شدهاند ایجاد شود. اما مهمترین عامل تولید، چرخهای عکسالعملی هستند. بنابراین مدلسازی دقیق اغتشاشات چرخهای عکسالعملی برای پیشبینی تأثیر آنها بر روی سازة ماهواره و در نتیجه کارایی ماهواره و نیز ایجاد روشهایی برای کنترل ارتعاشات ناخواسته امری ضروری است. در مقالة حاضر دو نوع مدل برای پیشبینی اغتشاشات چرخ عکسالعملی ارائه میشود. اولین مدل، یک مدل تجربی است که بر اساس دادههای حاصل از تست گیردار چرخ عکسالعملی آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده توسط نگارنده و همکاران استوار است. دادههای تست متشکل از نیروها و گشتاورهای اغتشاشی هستند که با استفاده از یک حسگر نیروی شش محوره در سرعتهای چرخشی یکنواخت مختلف اندازهگیری شدهاند. در این مدل فرض بر آن است که اغتشاشات شامل هارمونیهای مجزا از سرعت دورانی چرخ عکسالعملی است که در آن دامنة هر هارمونی با مربع سرعت دوران چرخ متناسب است. این مدل قادر به پیشبینی اثر مودهای سازهای چرخ عکسالعملی نیست. برای این منظور یک مدل غیرخطی که براساس روش انرژی برای پیشبینی نیروها و گشتاورهای اغتشاشی (شش درجه آزادی) در هارمونیهای اصلی چرخ عکسالعملی ایجاد شده است، ارائه میگردد. سپس جهت لحاظ نمودن هارمونیهای دیگر، مدل تحلیلی مذکور با مدل اول ترکیب شده و مدل بسطیافته ایجاد میشود. در نهایت بهمنظور بررسی و اعتبارسنجی مدلها، مقایسهای بین نتایج حاصل از دو مدل و دادههای تست انجام میشود
https://jsst.ias.ir/article_14467_21127859b0fb3d5f4011a18e57c39ef8.pdf
2013-04-01
79
91
چرخ عکسالعملی
اغتشاشات
نابالانسی استاتیکی
نابالانسی دینامیکی
چرخطیار
علیرضا
آقالاری
ali_aghalari@aut.ac.ir
1
LEAD_AUTHOR
مرتضی
ایرانزاد
2
AUTHOR
Bailke, B., “High Fidelity Mathematical Modeling of Reaction Wheel Performance,” 21st Annual American Astronautical Society Guidance and Control Conference, February, AAS paper, 1998, pp. 98-063.
1
Bailke, B., “A Compilation of Reaction Wheel Induced Spacecraft Disturbances,” 20st Annual American Astronautical Society Guidance and Control Conference, February, AAS paper, 1997, pp. 97-038.
2
de Weck, O., “Reaction Wheel Disturbance Analysis,” MIT SSL Memo, October 1998.
3
Hwa-Suk, O., Jae-Wook, K., LEE, H., Myung-Ryong, N., and Dong-Jo, P., “Torque and Force Measurement of a Prototype HAU Reaction wheel and the Effect of Disturbance on the Attitude Stability of Spacecraft,” KSME International Journal, Vol. 15, No. 6, 2001, pp. 743-751.
4
Elias, L. M., A Structurally Coupled Disturbance Analysis Method Using Dynamic Mass Measurement Techniques, with Application to Spacecraft Reaction Wheel Systems, (M. Sc. Thesis), MIT, March 2001.
5
Masterson, R. A., Miller, D. W., and Grogan, R. L., “Development of Empirical and Analytical Reaction Wheel Disturbances Models,” AIAA/ASME/ASCE/ AHS/ASCStructures, Structural Dynamics and Materials Conference, 1999.
6
Aghalari, A., Iranzad, M. and Mahdiabadi, M., “Measuring and Simulation of APrototype Reaction Wheel Disturbances”, 18thInternational Conference of Mechanical Engineering, Sharif University of Thecnology, Tehran, Iran, 1389, (In Persian).
7
Aghalari, A., Mahdiabadi, M. and Dehghan, S.M., “Designing, Testing and Evaluation of a Prototype Reaction Wheel for Microsatellite,” 8th International Conference of Aerospace Engineering, Maleke-Ashtar University, Isfahan, Iran, 1387, (In Persian).
8
Wirsching, P. H., Paez, T. L, and Ortiz, H., Random Vibration: Theory and Practice, John Wiley & Sons Inc, 1983.
9
Bently, D. E. Hatch, C. T. and Grissom, B., Fundamentals of Rotating Machinery Diagnostics, Bently Pressurized Bearing Press, 2002.
10
Aghalari, A., Iranzad, M., General Analytical RWA Disturbance Modeling, Technical Report, Aerospace University Complex, 1388, (In Persian).
11
Available, [on line]: http://www.ati-ia.com, Access,
12