طراحی عملگر ژایروی کنترل ممان تک‌جیمبال برای یک میکروماهواره و تست و ارزیابی آن

نویسندگان

چکیده

در این مقاله روند طراحی عملگر ژایروی کنترل ممان تک‌جیمبال برای انجام مانوری مشخص و سریع در یک میکروماهواره خاص به طور کامل تشریح شده‌است و بر اساس آن یک نمونه ساخته و در نهایت نتایج تست ارائه می‌شود. طراحی مکانیزم عملگر بر اساس سادگی، راستای گشتاور تولیدی و حجم و وزن کمتر انجام گرفته است. برای کنترل سرعت چرخ طیار از یک موتور DCو برای کنترل نرخ چرخش جیمبال از یک موتور پله‌ای با دقت 024/0 درجه استفاده شده است و واحدهای درایور و کنترلر آنها به گونه‌ای طراحی و ساخته شده است تا حداکثر دقت، حداقل خطا و سریع‌ترین زمان پاسخ را فراهم آورد. جیمبالعملگر متشکل از دو محور همراستاست که از یک سو به یاتاقان وصل است و از سوی دیگر مجموعه چرخ مومنتوم را در بر می‌گیرد. بنا بر ضرورت همراستا بودن محور‌ها، طراحی و روند ساخت آنها به گونه‌ای درنظر گرفته شده است تا کمترین انحراف و تغییر شکل را به هنگام نصب چرخ مومنتوم داشته باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Designing, Testing and Evaluation of Single Gimbal Control Moment Gyro for Microsatellite

نویسندگان [English]

  • علیرضا آقالاری
  • احمد کلهر
  • سید مهدی دهقان
  • عادل عابدیان
چکیده [English]

In this paper, a designing procedure of Single Gimbal Control Moment Gyro (SGCMG) for performing an agile slew maneuver in a microsatellite is described, then a prototype is fabricated and finally the test results are presented. The design of actuator mechanism is based on simplicity, direction of produced torque, minimum volume and weight. A DC electrical and a stepper motor with accuracy of 0.024 degree are used for controlling the angular velocity of flywheel and the gimbal slew rate, respectively. The motors controller and driver units are designed and implemented, so that the maximum accuracy, minimum errors and best response time could be accessible. The flywheel design is based on the required angular momentum which should be stored. The gimbal consists of two in-line beams which are attached to bearing in one side and momentum wheel system in the other side. A specific approach was considered to avoid any deformation in beams in consequence of mounting the momentum wheel system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microsatellite
  • Attitude control
  • control moment gyro
  • gimbal