مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

شناسایی تانسور اینرسی ماهواره مجهز به چرخ عکس العملی با استفاده از روش حداقل مربعات مقاوم شده در برابر نویز اندازه گیری

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شریف
2 استادیار/ دانشگاه شریف، دانشکده مکانیک
چکیده
در این مقاله، بر پایه روش حداقل مربعات بازگشتی، روشی بر خط، برای شناسایی مولفه های تانسور ممان اینرسی یک ماهواره ارائه شده است. فرض بر این است که عملگرهای ماهواره، سه چرخ عکس العملی عمود به یکدیگر می باشند. تنها سنسور مورد استفاده، سنسور ژایرو نرخی سه محوره می باشد که سرعت های دورانی ماهواره را در مختصات متصل به جسم اندازه گیری می کند. به دلیل وجود نویز در این سنسور، ماتریس برازش‌گر مورد استفاده در روش حداقل مربعات دارای نویز بوده و در نتیجه روش حداقل مربعات کلاسیک، قابل استفاده نبوده و همگرا نخواهد شد. برای حل این مشکل، روشی مقاوم به نویز ارائه و پایداری این روش با استفاده از روش پایداری لیاپانوف اثبات شده است. روش ارائه شده می تواند به صورت برخط در حضور نویز و دیگر خطاهای موجود در سنسورها، مورد استفاده قرار گیرد. نتایج حاصله از شبیه سازی این روش، نشان می دهد که این روش توانسته است با خطایی کمتر از 3 درصد مقدار واقعی، پارامترهای اینرسی ماهواره را قبل و بعد از تغییر، شناسایی کند.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Identification of inertia tensor in a reaction wheel equipped satellite using a robust least squares method

نویسندگان English

Mohammad Amini 1
Hassan Salarieh 2
Aria Alasty 1
چکیده English

In this paper a method for online identification of satellite moment of inertia tensor parameters based on recursive least squares method, is presented. It is assumed that the satellite actuators are three orthogonal reaction wheels. Dynamic equations of the satellite are extracted in a special manner. The only available sensor is a three axes rate gyro which measures the angular velocity of satellite in the body coordinate system. Due to existence of noise in this sensor, the regressor matrix used in least squares method, changes stochastically. So in this case, the classic least squares method is not useful, and it cannot converge. For solving this problem, a modified least squares method with robust scheme is presented and its stability is proved using Lyapunov stability theory. The presented method can be used online in presence of measurement noise and other sensor imperfections. Simulation results have shown that this method can identify inertia parameters of the satellite with less than 3 percent error comparing to real parameters before and after changes.

کلیدواژه‌ها English

Identification
moment of inertia tensor
Satellite
robust method
recursive least squares method