نوع مقاله : مقالة تحقیقی (پژوهشی)
نویسندگان
1 دانشیار، دانشکده مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی ، تهران، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی فناوری نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
چکیده
سوخت موجود درمخزن فضاپیما در حین انجام مانور مداری دچار پدیده تلاطم میشود و این پدیده روی وضعیت فضاپیما اثر نامطلوبی میگذارد. بنابراین باید قبل از انجام مانورهای مداری تلاطم سوخت مدلسازی و روشی مناسب برای کنترل آن انتخاب شود. در این مقاله به مدلسازی دینامیک تلاطم با استفاده از مدل دو پاندولی در فضای دو بعدی پرداخته شده است. مانور فضاپیما و حرکت پاندولها در صفحه در نظر گرفته شده و بنابراین سیستم فضاپیما و پاندولها سیستمی پنج درجه آزادی خواهد شد. برای پایدار سازی معادلات دینامیکی سیستم معرفی شده هم از کنترلرهای خطی (کلاسیک و LQR) و هم از کنترلرهای غیرخطی (لیاپانوف و فازی) استفاده شده است، که البته برای استفاده از کنترلرهای خطی معادلات دینامیکی با استفاده از تقریب مناسب خطی شدهاند. نتایج شبیه سازی موفقیت آمیز بودن کنترلرهای طراحی شده بر روی وضعیت فضاپیما و پاندولها را نشان میدهد.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Modeling and Control of Fuel Sloshing and its Effect on Spacecraft Attitude
نویسندگان [English]
- M. Navabi 1
- ali davodi 2
1 Departmeehrannt of New Engineering, Shahid Beheshti University, Teran, IRAN
2 M.Sc. Student, Department of New Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, IRAN
چکیده [English]
Sloshing phenomenon in spacecraft fuel tank during orbital maneuver, causes adverse effects on spacecraft attitude. Therefore, before orbital maneuvers, modeling fuel sloshing and determining appropriate method for controlling it has to be carried out. The aim of this paper is to model slosh dynamics by using double pendulum model in two-dimensional space. Spacecraft maneuver and pendulums motion are considered in 2D-coordinate, so coupled spacecraft and pendulums dynamic system are 5 degrees of freedom systems. Here, linear control methods (PD and LQR), and also nonlinear control methods (Lyapunov and fuzzy) are determined to stabilize dynamic parameters of the introduced system. Simulation results show that designed controllers have good performance to achieve stabilization of the parameters.
کلیدواژهها [English]
- Sloshing
- spacecraft attitude
- orbital maneuver
- double pendulum model
- linear control methods
- nonlinear control methods
- stabilization