طراحی و ساخت عملگر ژایروی کنترل ممان سرعت متغیر برای شبیه‌ساز تعیین و کنترل وضعیت ماهواره واکنش سریع

نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

2 دانشکدة علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله، روند طراحی، ساخت و آزمایش ژایروی کنترل ممان تک‌جیمبال سرعت متغیر به‌منظور کنترل وضعیت شبیه‌ساز ماهواره واکنش سریع ارائه می‌شود. طراحی عملگر براساس محدودیت‌های شبیه‌ساز (توان، ابعاد و وزن)، سادگی و گشتاور تولیدی انجام گرفته است. برای کنترل سرعت چرخ ‌طیار و نرخ چرخش جیمبال از دو موتور DC استفاده شده و درایور و کنترلر آنها به گونه‌ای طراحی شده تا حداکثر دقت، حداقل خطا و سریع‌ترین زمان پاسخ را فراهم آورد. طراحی سازه بر اساس استحکام، سختی، حجم و وزن انجام و تحلیل‌های لازم بر روی آن انجام شده است. آزمایش‌‌های عملکردی سیستم شامل اندازه‌گیری گشتاور تولیدی با استفاده از حسگر و شبیه‌ساز، دقت کنترل نرخ چرخش جیمبال و موقعیت آن، دقت کنترل سرعت چرخ‌ طیار و اندازه‌گیری توان مصرفی است. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Manufacturing of a Variable Speed Control Moment Gyro for an Agile Micro-Satellite Attitude Control Simulator

نویسندگان [English]

  • Ali Reza Aghalari 1
  • Ahmad Kalhor 2
  • Farhad Shamim 1
1 Aerospace University Complex, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
2 Faculty of Modern Sciences and Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, a designing procedure of a Variable Speed Control Moment Gyro (VSCMG) for performing an agile maneuver in an attitude control simulator is described, then a prototype is fabricated and finally the test results are presented. The design of actuator mechanism is based on simulator limitations (power consumption, dimensions and weight, simplicity) and direction of produced torque.Two DC electrical motors are used for controlling the angular velocity of flywheel and the gimbal slew rate. The motors controller and driver units are designed and implemented, so that the maximum accuracy, minimum errors and best response time could be accessible. Structural Design is based on strength, stiffness, volume and weightalso Necessary analysis are performed using ANSYS. Finally the functional tests of actuator such as measuring the produced torque (using simulator and load transducer), accuracy of gimbal position and gimbal slew rate, accuracy of flywheel rotational speed and power consumption are performed and then the results are presented.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • satellite simulator
  • Attitude control
  • Variable speed control moment gyro
  • Singularity