کنترل تحمل­پذیر خطا برای ماهواره به روش معکوس دینامیک غیرخطی

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق، دانشکدة فنی و مهندسی، دانشگاه مهندسی فناوری‌های نوین قوچان

2 دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

در این مقاله، به طراحی کنترل­کنندة تحمل­پذیر خطا برای ماهواره به منظور ردیابی مسیر مورد نظر و با درنظر گرفتن آسیب ضرب‌شوندهدر عملگر پرداخته شده است. برای این منظور از روش معکوس دینامیک غیرخطی استفاده شده و به دلیل عدم وجود تکینگی در نمایش وضعیت به کمک کواترنیون­ها، استفاده از آنها در دستور کار قرار گرفته است. پایداری سیستم حلقه بسته نیز توسط روش مستقیملیاپانوف تضمین شده است. مزیت روش پیشنهادی در این مقاله را می­توان در سادگی پیاده­سازی، آزادی عمل در تغییر شکل حالت گذرا و نیز اطمینان از پایداری پاسخ حلقه بستة سیستم خلاصه کرد. نتایج شبیه­سازی نیز نشان از عملکرد مناسب روش ­پیشنهادی دارد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Nonlinear Dynamic Inversion Fault Tolerant Control for Spacecraft   

نویسندگان [English]

  • D. Bustan 1
  • S. K. HosseiniSani 2
  • N. Pariz 2
چکیده [English]

In this paper, a continuous globally stable tracking control algorithm is proposed for spacecraft in the presence of unknown actuator failure. The design method is based on nonlinear dynamic inversion and  in contrast to traditional fault-tolerant control methods, the proposed controller does not require knowledge of the actuator faults and is implemented without explicit fault detection and isolation processes.  The stability proof is based on a Lyapunov analysis and the properties of the singularity free quaternion representation of spacecraft dynamics. Results of numerical simulations state that the proposed controller is successful in achieving high attitude performance in the presence of external disturbances and actuator failures.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fault tolerantcontrol
  • Multiplicative faults
  • Nonlinear dynamic inversion