نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

• ولی اله شاه بهرامی ¹
• میلاد عظیمی ²
• علیرضا علیخانی ³

¹ پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

² استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

³ دانشیار، پژوهشگاه هوافضا ، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله الگوریتم کنترل مقاومی تطبیقی مبتنی بر ترکیب قوانین مود لغزشی فراپیچشی و ترمینال غیرتکین برای مانور وضعیت و ارتعاشات فضاپیمای انعطاف‌پذیر با دینامیک کاملا کوپل صلب-انعطافپذیر توسعه داده شده‌ است. قانون تطبیق توسعه داده شده در وهله اول نیاز به دانش اغتشاشات خارجی و نامعینی ها را حذف کرده، سپس با رویکرد فراپیچشی، قانون کنترلی سوئیچینگ ترمینال غیر تکینی با قابلیت تولید فرامین پیوسته کنترلی برای حذف پدیده چترینگ ارائه میدهد. همچنین مسئله تکینگی و دستیابی به همگرایی زمان محدود، با پیاده سازی الگوریتم مود لغزشی ترمینال غیرتکین را مرتفع ساخته است. پایداری کلی و قوام سیستم کنترلی با بکارگیری تئوری لیاپانوف اثبات شده است. یکی از ویژگیهای اساسی الگوریتم کنترل پیشنهادی، جلوگیری از تخمین بیش از حد بهره های کنترلی و همگرایی سریعتر نسبت به الگوریتمهای رایج فراپیچشی و ترمینال غیرتکین به تنهایی میباشد. شبیه سازیها در قالب یک مطالعه مقایسه ای برای مانور با زاویه بزرگ، بیانگر مزیت کنترلر پیشنهادی میباشد.

کلیدواژه‌ها

• ارتعاشات
• تطبیقی
• فضاپیمای انعطاف‌پذیر
• فراپیچشی
• مود لغزشی ترمینال غیرتکین

موضوعات

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

عنوان مقاله [English]

Attitude and Vibration Control of a Flexible Spacecraft using Hybrid Adaptive Super-Twisting Non-singular Terminal Sliding Mode Control

نویسندگان [English]

• Valiollah Shahbahrami ¹
• Milad َAzimi ²
• َAlireza Alikhani ³

¹ Aerospace Research Institute. Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran

² Assistant Professor, Aerospace Research Institute of Iran, Ministry of Science, Technology and Research, Tehran, Iran

³ Associate Professor, Aerospace Research Institute of Iran, Ministry of Science, Technology and Research, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this paper, a robust adaptive hybrid control approach based on a combination of super-twisting and non-singular terminal sliding mode control (STNSMC) approaches for vibration and attitude control of a flexible spacecraft with fully coupled dynamic is developed. The proposed adaptation law eliminates the need for bounds knowledge of external disturbances and uncertainties. Then an ST-based NSMC generates a continuous control signal to reject the Chattering phenomenon, the non-singular terminal switching control law with the ability to generate continuous control commands to eliminate the chattering phenomenon. Moreover, finite-time convergence is achieved, and the singularity problem has been avoided. The overall stability of the system has been demonstrated using the Lyapunov theory. One of the essential features of the proposed control algorithm is to prevent overestimation of control gains and faster convergence rates comparing to conventional ST and non-singular terminal SMC approaches. The simulations in the form of a comparative study for large-angle maneuver reveal the advantage of the proposed approach.

کلیدواژه‌ها [English]

• Adaptive
• Chattering
• Flexible spacecraft
• Nonsingular terminal
• Sliding mode control
• Super-Twisting
• Vibration