کنترل وضعیت فضاپیما با استفادهاز روش کنترل بهینة غیرخطی ریکاتی وابسته به حالت و بسط سری توانی ریکاتی

نویسندگان

چکیده

کنترل وضعیت فضاپیما با وجود معادلات فوق غیرخطی و مرتبة بالا که نیازمند دقت و حساسیت بالایی در حل است، از جمله مسائل بسیار مهم و پیچیده در عصر حاضر است. از این‌رو روش‌های خطی با خطی‌سازی‌های بزرگ در حل سیستم‌های غیرخطی پیچیده، کاهش دقت و گاهی ناپایداری را به همراه خواهد داشت، که برای کنترل وضعیت فضاپیما با زوایای بزرگ و مانور مناسب نخواهدبود. در این مقاله، به‌منظور پایداری سه‌محوری فضاپیما با چهار چرخ عکس‌العملی از روش ریکاتی وابسته به حالت، بهره گرفته شده است. روش ریکاتی وابسته به حالت روشی سیستماتیک برای  اعمال به سیستم‌های غیرخطی  است که ضمن ارضای قیود حاکم بر سیستم، حل حلقه بسته بهینه‌ای را برای سیستم ارائه می‌دهد.  اما زمان‌بر بودن این روش در مسائل آنلاین مشکل ساز خواهدشد، بنابراین، روش Thteta-D  با بسط سری توانی معادلة ریکاتی برای حل این مشکل ارائه می‌‌شود. براساس نتایج شبیه‌سازی روش Thteta-D  با تفاوت اندکی از روش ریکاتی، نتایج مطلوب‌تری را ارائه خواهد داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Attitude Control of Spacecraft by State Dependent Riccati Equation and Power Series Expansion of Riccati Methods

نویسندگان [English]

  • M. Navabi
  • M. Tavana
  • H. Mirzaei
چکیده [English]

Attitude control of spacecraft in order to nonlinear and high order dynamics is fundamental and challenging issue. With respect to these nonlinearities, linear control theories are not suitable choices and spacecraft may be unstable or lose performance. In this paper, State Dependent Riccati Equation (SDRE) method is utilized to 3-axis stabilization using four reaction wheels. State dependent Riccati equation method is systematic approach for optimal control of nonlinear systems which satisfies constraints of systems. In order to solve time consuming problem of this method in practical systems, Theta-D method is used. Results demonstrate the effectiveness of Theta-D in compare with Riccati method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Nonlinear optimal control
  • Quadratic regulator
  • State dependent riccati equation
  • theta
  • D
  • Hamiltonian