مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی کنترل کننده LQG/LTR برای کنترل وضعیت ماهواره زمین آهنگ با استفاده از چرخ های عکس العملی

نویسندگان
1 استادیار دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران
2 دانشجو
3 استادیار دانشکده مکانیک
چکیده
در این مقاله به طراحی کنترل‌کننده LQG/LTR برای کنترل وضعیت ماهواره زمین آهنگ در فاز نامی پرداخته می‌شود. عملگر مورد استفاده در این مقاله چرخ عکس‌العملی است و گشتاور کنترلی آن به وسیله رگولاتور LQR تعیین می‌شود. حسگرهای مورد استفاده در این مقاله، حسگر خورشید و زمین هستند و از فیلتر کالمن توسعه یافته برای تخمین حالت‌های آغشته به نویز استفاده می‌شود. سیگنال کنترلی حاصل از LQR به شرطی که همه حالات سیستم در فیدبک خروجی دیده شوند، دارای عملکرد مناسبی است. اما این روش ایده‌آل بوده و نویز موجود در مدل و حسگرها را لحاظ نمی‌کند. از اینرو، بر اساس حالت‌های تخمینی کنترل‌کننده‌های LQG و LQG/LTR طراحی شده و با کنترل‌کننده LQR مقایسه می شوند. ضرایب بهره کنترل‌کننده‌ها بر اساس خطی سازی حول نقطه کاری بدست می‌آید که موجب مقاومت و تشابه پاسخ‌های LQG و LQG/LTR می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که فراجهش کنترلی LQR نیز از سایر کنترل کننده‌ها بیشتر است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Design of LQG/LTR controller for attitude control of Geostationary satellite using Reaction Wheels

نویسندگان English

amir reza kosari 1
mehdi peyrovani 2
mehdy fakoor 1
h nejat 3
چکیده English

In this paper, LQG/LTR controller is designed for attitude control of the geostationary satellite at nominal mode. Usage actuator in this paper is the reaction wheel and control torque is determined by the LQR regulator. Usage sensors in this article are sun and earth sensors and EKF are used for estimation of noisy states. LQR controller signal has good performance, if all system's states are considered in system output feedback. But this method is ideal and does not include model noise and sensors noise. Therefore, LQG and LQG/LTR controllers are designed based on the estimated states, and are compared with LQR controller. Controllers gain coefficients are obtained based on linearization about working point. It caused to robustness and similarity of LQG and LQG/LTR response. The results show that control overshoot of LQR is greater than the others.

کلیدواژه‌ها English

LQG/LTR
Geostationary satellite
Attitude control
Extended Kalman Filter
Reaction Wheel