نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

2 پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران

چکیده

تلاطم سیال در سیسم مخازن سوخت یکی از منابع تولید ارتعاشات در سیستم های دینامیکی می باشد. مشکل اصلی حذف این ارتعاشات این است پارامترهای آن زیر تحریک هستند و عملگر مستقیمی برای کنترل ارتعاشات آن وجود ندارد. در این مقاله از ایده عملگر مجازی برای کاهش ارتعاشات حاصل از تلاطم استفاده شده است. برای این هدف مدلسازی اثر تلاطم با بهره گیر یاز مدل جرم و فنر انجام شده و سپس کنترل کننده مورد نظر با بهره گیری از روش های بهینه خطی و ایده عملگر مجازی طراحی و شبیه سازی شده است. ایده عملگر مجازی بر اساس وجود فرضی عملگر در پارامترهای تلاطم عمل می کند و عملا موجب می شود یکی از عملگرهای واقعی سیستم حذف شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد روش ارائه شده می تواند اثر ارتعاشات تلاطم را به طور قابل توجهی بدون اضافه کردن عملگر واقعی جدید کاهش دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Vibration control design of fuel sloshing in a spacecraft using virtual actuator

نویسندگان [English]

  • Abdolmagid khoshnood 1
  • Ali Aminzadeh 1
  • Peyman Nikpey 2

1 Faculty of Aerospace Engineering, K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

2 Satellite Research Institute, Tehran, Iran

چکیده [English]

This paper is dedicated to modeling of fuel sloshing dynamics and its effect on the stability and control of the space vehicle. Sloshing due to the liquid movement in the fuel tank of a space vehicle's propulsion system can be effective on the vehicle’s control and stability. Force and moment interaction between fuel sloshing and space vehicle’s control system will be appeared as a feedback in the control system. With respect to simplicity of analyzing of a rigid body's equations of motion in comparison with a fluid dynamics equations and as a result reducing computational efforts, it is possible to apply a mechanical model instead. So in this paper fuel sloshing is modelled as a linear mechanical system to investigate its effect on the stability and control of the vehicle. For this purpose, two mechanical models, mass-spring and pendulum systems, are applied to model dynamics of a space vehicle with fuel sloshing and each system’s parameters are evaluated for simulat

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fuel Sloshing
  • Spacecraft
  • mass-spring model
  • Virtual actuator
  • LQR