نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

• محمد نوابی ¹
• پوریا زارعی ²

¹ دانشیار، دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

² دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

چکیده

کنترل وضعیت فضاپیمای فعال در مدار با استفاده از عملگرهای چرخ عکس‌العملی به دلیل برتری‌های خاص نسبت به دیگر عملگرها انتخاب مناسب‌تری است. با توجه به عملکرد مکانیکی این عملگر و احتمال خرابی آن، استفاده از چهار چرخ عکس‌العملی برای کنترل وضعیت سه محوره فضاپیما، راهکاری کاربردی در مواجهه با نقص یکی از چرخ‌ها است. در این مقاله به کنترل بهینه وضعیت فضاپیمایی پرداخته شده که دارای چهار چرخ عکس‌الملی است و کنترل وضعیت در صورت خرابی چرخ‌ها بررسی و به ترتیب با یک و دو چرخ از کارافتاده کنترل انجام شده است. کنترل وضعیت فضاپیما تنها با دوچرخ عکس‌العملی مسئله قابل توجهی است که کنترلرهای مرسوم قادر به پایدار کردن آن نمی‌باشند. بنابراین استفاده از الگوریتم کنترلی پیش‌بین مبتنی بر مدل به صورت غیرخطی که به نوعی کنترل بهینه ارزیابی می‌شود برای کنترل وضعیت این فضاپیما به صورت زمان گسسته استفاده شده که نتایج قابل استنادی را برآورده می‌کند.

کلیدواژه‌ها

• کنترل وضعیت فضاپیما
• کنترل پیش‌بین غیرخطی
• چرخ عکس‌العملی
• نقص عملگر
• سیستم زیرتحریک

موضوعات

• طراحی زیرمجموعه‌های فضایی: (هدایت، کنترل، سازه و...)

عنوان مقاله [English]

Attitude nonlinear predictive control of a under actuated spacecraft

نویسندگان [English]

• M. Navabi ¹
• Poriya Zarei ²

¹ Associate Professor, Faculty of New Technologies Engineering, Shahid Beheshti University

² Faculty of New Technologies, Engineering. Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

چکیده [English]

The use of four reaction wheels to control the three-axis attitude of the spacecraft, considering its mechanical performance and the possibility of its failure, is a practical solution in the face of a defect in one of the wheels. In this article, the optimal control of the spacecraft, which has four reaction wheels, is investigated. Controlling the attitude of a spacecraft with just two reaction wheels is a significant issue that conventional controllers are not able to do. Therefore, the use of nonlinear model-based predictive controller is used to control the attitude of this spacecraft and compared with optimal nonlinear control in a discrete-time comparison, which satisfies the acceptable results.

کلیدواژه‌ها [English]

• Control of Spacecraft
• Nonlinear predictive controller
• Reaction wheels
• Operator defect
• Sub-stimulation system