نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

• مهدی ریوندی ¹
• مهران میرشمس ²
• محمد ضرورتی ³

¹ فارغ التحصیل مهندس فضایی/دانشکده هوافضای دانشگاه خواجه نصیر الدین طوسی

² دانشیار دانشکده هوافضای دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

³ دانشجوی دکترای دانشکده ی هوافضای دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی

چکیده

برای تست زیر سیستم تعیین وکنترل وضعیت یک ماهواره نیاز به داشتن شبیه‌ساز دینامیک وضعیت است، که شبیه‌ساز نیز می‌بایست از لحاظ وضعیتی در شرایط بالانس باشد. اغتشاش‌های وارد بر سیستم بالانس درشبیه‌سازی شامل انحراف‌های بوجود آمده توسط اختلاف بین مرکز-جرم و چرخش و همچنین حرکت دو عملگر ‌افقی است. حرکت دو عملگر افقی، عاملی برای حرکت چرخشی و گردابی شبیه‌ساز می‌شود. در شبیه‌سازی از مدل‌های تجربی، و همچنین برای کنترل سه‌محور از ضرایب کنترلی PID استفاده می‌شود. عملگرهای سیستم بالانس شامل جرم‌های متحرک و چرخ عکس‌العملی به ترتیب، حول محورهای افقی و عمودی نصب می‌شوند. جهت اعتبارسنجی نتایج، یک نمونه‌ی سخت‌افزاری برای تست‌های آزمایشگاهی توسعه داده‌شده است. سخت‌افزار با استفاده از زمان‌ نمونه‌برداری، مدل‌ها و ضرایب تجربی به ترتیب، رول و پیچ به دقت 0.2 و 0.5 درجه در مدت زمان 25 ثانیه می‌رسد که نشان دهنده‌ی دقت مناسبی برای بالانس شدن شبیه‌ساز وضعیت ماهواره‌ی مکعبی است.

کلیدواژه‌ها

• سیستم بالانس
• مرکز‌جرم
• مرکز‌چرخش
• جرم‌های متحرک

موضوعات

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

عنوان مقاله [English]

Design and Implementation of a Balance System for the CubeSat Attitude Determination and Control Tabletop Simulator

نویسندگان [English]

• Mahdi Rivandi ¹
• Mehran Mirshams ²
• Mohammad Zarourati ³

¹ Graduated as a space engineer/Department of Aerospace engineering, K. N. Toosi University of Technology

² Associate Professor\ K. N. Toosi University of Technology Faculty of Aerospace Engineering

³ PhDs\K.N.Toosi University of Technology Faculty of Aerospace Engineering

چکیده [English]

To test the attitude determination and control subsystem of a satellite, an attitude dynamics simulator is needed, and the simulator must also be placed in a weight balance condition. The disturbances considered for simulation resulting from the deviations caused by the difference between the center of mass and rotation, as well as the movement of two horizontal Actuators, which is a factor for the rotational and vortex movement of the simulator, are presented as disturbances entering the balance system. Experimental models and proportional-integral-derivative control coefficients for three axis control are used in simulation. Mass Sliders and reaction wheels are used in the horizontal and vertical axes, respectively, which are the actuators of the balance system. Finally, we reach the accuracy of 0.2 deg and 0.5 deg for the Euler angles, roll and pitch, respectively, in a period of 25s, indicating a suitable accuracy for balancing the CubeSat attitude simulator system.

کلیدواژه‌ها [English]

• Balance system
• Center of mass
• Center of rotation
• Mass slider