کنترل وضعیت ماهوارة الاستیک با استفاده از ترکیب کنترلر ∞H و مدلغزشی

نویسندگان

صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

ماهواره‌های سنجش از دور که عکس‌هایی با دقت تفکیک مکانی بالا تولید می‌کنند نیازمند دقت کنترلی بالا از مرتبة کوچک‌تر از 1/0 درجه هستند. بسیاری از ماهواره‌ها به‌منظور تولید توان مورد نیاز مجبور به استفاده از آرایه‌های خورشیدی بازشونده هستند که به دلیل محدودیت‌های جرمی از آلیا‍ژهای سبک ساخته می‌شوند. این آرایه‌ها به دلیل گشتاورهای اغتشاشی‌ای که از خارج به آن وارد می‌شود ارتعاش می‌کنند و دقت نشانه‌روی مطلوب ماهواره را مختل می‌کنند. در این مقاله، با استفاده از روش لاگرانژ، معادلات خطی وضعیت ماهواره که در یک مدار دایروی حرکت می‌کند و دارای دو آرایة خورشیدی بازشونده است، استخراج شده است. همچنین از ترکیب دو روش کنترلی مد لغزشی وبه‌منظور رگولاسیون وضعیت ماهوارة الاستیک استفاده شده است. هنگامی‌که ماهواره از وضعیت مطلوب دور باشد از کنترلر مدلغزشی استفاده می‌شود و هنگامی‌که ماهواره نزدیک وضعیت مرجع باشد از کنترلراستفاده می‌شود. دوری و نزدیکی ماهواره به وضعیت مرجع با تعریف متغیری به نام خطای مطلق که برابر است با مجموع قدر مطلق زوایای اویلر، مشخص می‌شود. در طراحی کنترلر مدلغزشی سطوح سوئیچ‌زنی به‌نحوی انتخاب شده است که تابع هزینة مشخص را می‌نیمم کند. در طراحی کنترلرمقدار ممان وارده بر ماهواره ناشی از ارتعاشات ضمیمه‌های الاستیک به‌عنوان اغتشاش ورودی درنظر گرفته شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Flexible Spacecraft Attitude Control using Hybrid Control Scheme of H∞ and Sliding Mode Control

نویسندگان [English]

  • محمد سینجلی
  • جعفر روشنی یان
  • علی غفاری
چکیده [English]

In this paper, based on the Lagrange method, attitude motion equations for a flexible spacecraft have been derived. Flexible appendages are modeled by Euler-Bernoulli beam. Hybrid control scheme ofand sliding mode are used for attitude regulation. Switching between these to algorithm is determined using absolute error parameter, so that when this parameter is large (i.e. the attitude is far from its desired conditions) the sliding mode control is used. in contrast, when the spacecraft is close to the desired attitude, the control is based onmethod. This hybrid scheme leads to a fast response and also robustness against uncertainty. Switching surface has been designed so that a certain cost function is minimized. Incontroller design, the first three vibration modes of the flexible spacecraft are considered as well as the Euler angles and their rates.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Elasticity satellite
  • Sliding mode
  • H∞ Control