کنترل وضعیت سه محوره یک ماهواره با استفاده از روش پارامتر متغیر

نوابی, محمد; ملک پور, فرشته

doi:10.30699/jsst.2021.244891.1309

نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

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

² کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

https://doi.org/10.30699/jsst.2021.244891.1309

چکیده

این مقاله یک روش تخمین پارامتر از مدلهای زمان -پیوسته را برای یک سیستم پارامتر متغیر معرفی میکند.در روش خطی پارامتر متغیر که برای بیان سیستمهایی با ماتریسهای فضا-حالت تابع از پارامترهای زمان متغیر است، پایداری و عملکرد سیستم فیدبک تضمین و یک پتانسیل قابل توجه برای بهبود کارایی وجود دارد. دینامیک این نوع سیستم‌ها به یک پارامتر متغیر با زمان که در این پژوهش سرعت زاویهای چرخ عکس‌العملی در نظر گرفته شده وابستهاست. مقادیر این پارامتر در طول یک بازه زمانی نامعلوم، اما با عملکرد سیستم قابل اندازهگیری است. با استفاده از تکنیک بهره جدول بندی، پایداری سیستم پارامتر متغیر بررسی و پارامتر جدولبندی برای یک عملکرد از تخمین فاکتورهای موثرکنترلی انتخاب میشود.شرایط کافی استخراج شده به شرایط نامساوی ماتریسی خطی تبدیل میشوند که میتوانند با الگوریتم محدب حل شوند. با حل این شرایط کنترلکننده، بهره جدولبندی شده بدست می آید تا پایداری و عملکرد سیستم پارامتر متغیر را تضمین کند. نتایج شبیه‌سازی عددی موفقیت آمیز بودن روش پیشنهادی را نشان می‌دهند.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.20084560.1401.15.2.2.8

موضوعات

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

عنوان مقاله [English]

کنترل وضعیت سه محوره یک ماهواره با استفاده از روش پارامتر متغیر

نویسندگان [English]

Mohammad Navabi ¹
Fereshte Malekpour ²

¹ Associate Professor, Department of New Technologies Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

² M. Sc. Department of New Technologies Engineering, Shahid Beheshti University

چکیده [English]

This article introduces a parameter estimation method from continuous-time models for a variable parameter system. In the variable parameter linear method, which is used to express systems with time-varying state-space matrices, the stability and performance of the feedback system are guaranteed, and there is a significant potential for improving efficiency. The dynamics of these systems depend on a variable parameter with time, considered in this research as the angular velocity of the reaction wheel. The values of this parameter are during an unknown period but can be measured by system performance. Using the tabulation gain technique, the stability of the variable parameter system is checked, and the tabulation parameter is selected for estimating practical control factors. The convex algorithm can solve the extracted sufficient conditions converted into linear matrix inequality conditions. By solving these controlling conditions, the tabulated gain is obtained to guarantee the stability and performance of the variable parameter system. Numerical simulation results show the success of the proposed method.

مراجع

[1] Sidi, M. J., 1997, " Spacecraft Dynamics and Control A Practical Engineering Approach", Cambridge University Press.

[2] Hunter D. Hughes, 2006, "Optimal Control for Spacecraft Large Angle Maneuvers Using H∞ Linear Varying Parameter Control Techniques" , North Carolina State University.

[3] Shamma, J.F, 1988, " Analysis and Design of Gain Scheduled Control Systems", Massachusetts Institute of Technology.

[4] Fen Wu, 1995, " Control of Linear Parameter Varying System ", University of California, Berkeley.

[5] Andrew K. Packard , Gary J. Balas, Weehong Tan,2000, " Quasi-LPV Modeling and LPV Control of a Generic Missile", American Control Conference, Chicago, Illinois , USA, June 2000.

[6] Fen Wu, SungWan Kim, Bei Lu, 2004, " Switching LPV Control of an F-16Aircraft via Controller State Reset ", IEEE Transactions on Control Systems Technology.

[7] Byron Wain Patterson, 2016, " A Linear Parameter Varying Control Methodology for Reduction of Helicopter Higher Harmonic Vibration ", Massachusetts Institute of Technology.

[8] Xu He, Yuquan Leng, Yong Zhang, 2015, " Fault Tolerant Control with Switched LPV Method Based on Hysteresis Strategy and an Application to a Microsatellite Model", 34th Chinese Control Conference, Hangzhou, China ,July 28-30, 2015

[9] Jean-Marc BIANNIC, Christelle Pittet, Laure Lafourcade, Clément Roos, "LPV analysis of switched controllers in satellite attitude control systems", AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, Toronto,Ontario Canada,2 - 5 August 2010.

[10] Samir Bennani, Andrés Marcos, Christophe Roux, Diego Navarro Tapia, 2017, "Structured H-infinity and Linear Parameter Varying Control Design for the VEGA Launch Vehicle", 7th European Conference for Aeronautics and Aerospace Sciences.

[11] Guzmán Borque Gallego, Emmanuel Onillon, Alireza Karimi,2017, " Linear Parameter-Varying Kalman Filter for Angular Velocity Estimation of a Reaction Sphere Actuator for Satellite Attitude Control", IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, Munich, Germany, July 3-7, 2017.

[12] Rongyu Jin, Zhili Hou, Yunhai Geng, Xueqin Chen, 2018, "LPV Gain-scheduled Attitude Control for Satellite with Time-Varying Inertia", Elsevier.

[13] B.J.Bacon.” Quaternion based control architecture for determining controllability/maneuverability limits.” Guidance, Navigation, and Control and Colocated Conferences, AIAA. Vol.5028.2012.

[14 ]F. Bruzelius, 2004 , " Linear Parameter-Varying Systems, an Approach to Gain-Scheduling" , Chalmers University of Technology.

[15] R. Toth, 2010, "Modeling and Identification of Linear Parameter-Varying Systems", Springer Science & Business Media.

[16] Damiano Rotondo,2016, "Advances in Gain-Scheduling and Fault Tolerant Control Techniques", Polytechnic University of Catalonia.

علوم و فناوری فضایی

کنترل وضعیت سه محوره یک ماهواره با استفاده از روش پارامتر متغیر

مراجع

مراجع

دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 52
تیر 1401

کنترل وضعیت سه محوره یک ماهواره با استفاده از روش پارامتر متغیر

مراجع

مراجع

دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 52تیر 1401

دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 52
تیر 1401