نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

10.22034/jsst.2021.1304

چکیده

کنترل وضعیت فضاپیمای فعال در مدار با استفاده از عملگرهای چرخ عکس‌العملی به دلیل برتری‌های خاص نسبت به دیگر عملگرها انتخاب مناسب‌تری است. با توجه به عملکرد مکانیکی این عملگر و احتمال خرابی آن، استفاده از چهار چرخ عکس‌العملی برای کنترل وضعیت سه محوره فضاپیما، راهکاری کاربردی در مواجهه با نقص یکی از چرخ‌ها است. در این مقاله به کنترل بهینه وضعیت فضاپیمایی پرداخته شده که دارای چهار چرخ عکس‌الملی است و کنترل وضعیت در صورت خرابی چرخ‌ها بررسی و به ترتیب با یک و دو چرخ از کارافتاده کنترل انجام شده است. کنترل وضعیت فضاپیما تنها با دوچرخ عکس‌العملی مسئله قابل توجهی است که کنترلرهای مرسوم قادر به پایدار کردن آن نمی‌باشند. بنابراین استفاده از الگوریتم کنترلی پیش‌بین مبتنی بر مدل به صورت غیرخطی که به نوعی کنترل بهینه ارزیابی می‌شود برای کنترل وضعیت این فضاپیما به صورت زمان گسسته استفاده شده که نتایج قابل استنادی را برآورده می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

کنترل پیش‌بین غیرخطی وضعیت فضاپیما با وجود نقص دو چرخ عکس‌العملی دارای زاویه‌ی نصب

نویسندگان [English]

  • Mohammad Nawabi
  • p Zarei

Associate Professor, Faculty of New Technologies, Shahid Beheshti University

چکیده [English]

کنترل وضعیت فضاپیمای فعال در مدار با استفاده از عملگرهای چرخ عکس‌العملی به دلیل برتری‌های خاص نسبت به دیگر عملگرها انتخاب مناسب‌تری است. با توجه به عملکرد مکانیکی این عملگر و احتمال خرابی آن، استفاده از چهار چرخ عکس‌العملی برای کنترل وضعیت سه محوره فضاپیما، راهکاری کاربردی در مواجهه با نقص یکی از چرخ‌ها است. در این مقاله به کنترل بهینه وضعیت فضاپیمایی پرداخته شده که دارای چهار چرخ عکس‌الملی است و کنترل وضعیت در صورت خرابی چرخ‌ها بررسی و به ترتیب با یک و دو چرخ از کارافتاده کنترل انجام شده است. کنترل وضعیت فضاپیما تنها با دوچرخ عکس‌العملی مسئله قابل توجهی است که کنترلرهای مرسوم قادر به پایدار کردن آن نمی‌باشند. بنابراین استفاده از الگوریتم کنترلی پیش‌بین مبتنی بر مدل به صورت غیرخطی که به نوعی کنترل بهینه ارزیابی می‌شود برای کنترل وضعیت این فضاپیما به صورت زمان گسسته استفاده شده که نتایج قابل استنادی را برآورده می‌کند.

کلیدواژه‌ها [English]

  • کنترل وضعیت فضاپیما
  • کنترل پیش‌بین غیرخطی
  • چرخ عکس‌العملی
  • نقص عملگر
  • سیستم زیرتحریک
[1]  J. K. Wayer, J.-F. Castet, and J. H. Saleh, "Spacecraft attitude control subsystem: Reliability, multi-state analyses, and comparative failure behavior in LEO and GEO," Acta Astronautica, vol. 85, pp. 83-92, 2013.
[2]  J. H. Saleh and J.-F. Castet, Spacecraft reliability and multi-state failures: a statistical approach: John Wiley & Sons, 2011.
[3]  M. Tafazoli, "A study of on-orbit spacecraft failures," Acta Astronautica, vol. 64, pp. 195-205, 2009.
[4]  A. Rahimi, K. D. Kumar, and H. Alighanbari, "Fault isolation of reaction wheels for satellite attitude control," IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 56, pp. 610-629, 2019.
[5]  M. Burakov, I. Krivolapchuk, V. Shishlakov, and D. Yakimovskii, "Fuzzy Control of Spacecraft Reaction Wheel," Gyroscopy and Navigation, vol. 10, pp. 339-345, 2019.
[6]  E. Maani, H. Nejat Pishkenari, and Kosari, "Satellite 3Axis Attitude Control Using the Combination of Reaction Wheels and Thrusters," Journal of Space Science and Technology, vol. 11, pp. 63-71, 2018.
[7]  P. Tsiotras and V. Doumtchenko, "Control of spacecraft subject to actuator failures: State-of-the-art and open problems," The Journal of the Astronautical Sciences, vol. 48, pp. 337-358, 2000.