Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1395
3
1
gregorian
2016
6
1
16
4
online
1
fulltext
fa
روش جدید پایدارسازی سه محوره با تراستر افزونه برای یک ماهواره مکعبی با عملگرهای چرخ عکسالعملی
A novel 3- axis attitude stabilization with redundant thruster for a cube-satellite supported by reaction wheels
در این مقاله، امکان دستیابی به پایدارسازی وضعیت ماهواره در صورت از کار افتادن یک یا چند چرخ عکسالعملی با استفاده از تنها یک عملگر تراستر به عنوان جبران ساز مورد بررسی قرار گرفته است. در این روش گشتاورهای کنترلی با استفاده از یک مکانیزم تراستر دورانی دو درجه آزادی تولید میشوند. در اثر از کار افتادن چرخهای عکسالعملی، زوایای گیمبال مکانیزم تراستر به عنوان ورودیهای کنترلی به سیستم افزوده میشوند. الگوریتم کنترلکننده بر اساس معادلات دینامیک و سینماتیک حرکت ماهواره در حضور اغتشاشات توسعه یافته است بطوریکه پایدارسازی سه محوره وضعیت یک ماهواره در مدار ارتفاع پایین که در معرض اغتشاشات قرار دارد توسط سه عملگر چرخ عکسالعملی نصب شده در هر راستا انجام شده است. گشتاورهای اغتشاشی وارد بر ماهواره شامل گشتاورهای گرادیان جاذبه، فشار تابش خورشیدی و آیرودینامیک میباشد. برای آموزش کنترلکننده هوشمند نورو فازی در ابتدا از کنترلکننده پی آی دی استفاده شده است. شبیه سازیهای عددی نشان میدهد که روش کنترلی پیشنهادی برای پایدارسازی وضعیت ماهواره در حضور اغتشاشات، نتایج قابل قبولی دارد و افزودن یک عملگر تراستر به سیستم به عنوان جبران ساز، قابلیت اطمینان را در انجام ماموریتهای فضایی بالا میبرد و در صورت از کار افتادن حتی دو چرخ عکسالعملی، مکانیزم تراستر با دقت بالایی وارد سیستم کنترلی شده و پایداری ماهواره را در شرایط مطلوب حفظ و کنترل میکند.
In the present study, a new attitude stabilization concept has been investigated for a satellite considering failure in one or more reaction wheels. In this approach control torques could be generated using only one thruster mounted on a two axis gimbal mechanism. In the other word, in the absence of reaction wheel(s), control torques are generated by applying a thruster rotating mechanism which can be turned around two axes by thruster vector. If any failure happened in reaction wheels, gimbal angles mechanisms will be added to the system as input controlling. Controller algorithm based on dynamic and kinematic equations of the satellite’s motion, has been developed in the presence of disturbances. Three-axis stabilization of the attitude in a LEO orbit satellites under disturbances has been executed by applying three reaction wheel actuators to produce torque in each direction. Disturbance torques that are commonly applied to the satellites are gravity gradient, solar radiation pressure and aerodynamics. For training the intelligent neuro-fuzzy controller, PID controller is employed. Numerical simulations show that, the recommend controlled method have acceptable results (in the presence of disturbances) and adding of a thruster actuator to the system as a redundancy, could enhance the space missions reliability and if any fault happened in the operation of reaction wheels, thruster mechanisms come in to control system , accurately, and sustained satellite stability at desirability attitude.
زیر سیستم کنترل وضعیت,چرخ عکس العملی,تراستر,کنترل کننده پی آی دی- نورو فازی
Attitude Control Subsystem,Reaction Wheel,Thruster,Neuro-Fuzzy PID Controller
391
402
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-15-1000-3736&slc_lang=fa&sid=15
Mahdi
Fakoor
مهدی
فکور
100319475328460061750
100319475328460061750
Yes
University of Tehran
استادیار دانشگاه تهران
Alireza
Sattarzadeh
علیرضا
ستارزاده
100319475328460061751
100319475328460061751
No
دانشگاه تهران- دانشکده علوم و فنون نوین
Majid
Bakhtiari
مجید
بختیاری
100319475328460061752
100319475328460061752
No
دانشگاه علم و صنعت ایران