مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کنترل مقاوم هوشمند ماهواره انعطاف‌پذیر در حالت کمبود عملگر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشگاه اصفهان
2 پژوهشکده فضایی
10.48311/mme.2026.96867.0
چکیده
در این پژوهش، یک روش کنترل مقاوم و هوشمند برای ماهواره‌های انعطاف‌پذیر طراحی شده است که با کمبود عملگر مواجه هستند. وقتی تعداد عملگرها از درجات آزادی سیستم کمتر باشد، مشکلاتی مانند ناپایداری و ارتعاشات به وجود می‌آید. برای حل این مشکلات، از ترکیب دو روش کنترل مود لغزشی فوق پیچشی و مود لغزشی تطبیقی مرتبه بالا همراه با یادگیری تقویتی استفاده شده است. یادگیری تقویتی به تنظیم ضرایب کنترلی کمک کرده و عملکرد سیستم را در برابر اغتشاشات و خرابی عملگرها بهبود می‌بخشد. برای جلوگیری از مشکلات تکینگی در مدل‌سازی وضعیت زاویه‌ای ماهواره، از پارامترهای کواترنیون استفاده شده است. در این رویکرد، ورودی‌های کنترل محورهای اول و دوم به‌گونه‌ای تنظیم شده‌اند که خطای محور سوم کاهش یابد، بدون نیاز به ورودی مستقیم. شبیه‌سازی‌های مختلف نشان داده‌اند که روش پیشنهادی عملکرد بهتری نسبت به روش‌های کلاسیک در کاهش خطا و چترینگ و بهبود پایداری سیستم دارد. همچنین، کنترل مود لغزشی تطبیقی مرتبه بالا پایداری بیشتری در برابر عدم قطعیت‌های مدل دارد، هرچند زمان نشست بیشتری می‌طلبد. این نتایج نشان‌دهنده قابلیت بالای روش‌های پیشنهادی در کاربردهای فضایی حساس است.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله English

Intelligent Robust Control of Flexible Satellite in Underactuated Conditions.

نویسندگان English

jmal zareei 1
maryam malekzadeh 1
mohammad sayanjali 2
1 university of isfahan
2 , Satellite Systems Research Institute, Iranian Space Research Center
چکیده English

This study presents a robust and intelligent control method for flexible satellites operating under underactuated conditions. When the number of actuators is fewer than the system's degrees of freedom, issues like instability and vibrations arise. To address these problems, a combination of super-twisting sliding mode control and high-order adaptive sliding mode control, along with reinforcement learning, is used. Reinforcement learning helps to adaptively adjust the control gains, improving the system’s performance in the presence of disturbances and actuator failures. Quaternion parameters are utilized to avoid singularity issues when modeling the satellite's angular orientation. In this approach, the control inputs for the first and second axes are adjusted to reduce the error in the third axis without requiring direct control. Various simulations have shown that the proposed method outperforms classical approaches in reducing errors, minimizing chattering, and enhancing system stability. Furthermore, the high-order adaptive sliding mode control demonstrates greater stability against model uncertainties, although with longer settling times. These results indicate the high potential of the proposed methods for use in sensitive space missions.

کلیدواژه‌ها English

Flexible satellite
Super-Twisting sliding mode control
High-order adaptive sliding mode control
Reinforcement learning
Underactuated satellite

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 بهمن 1404