مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

طراحی سنسور نرم برای شناسایی خرابی در ژیرسکوپ یک ماهواره‌بر

نویسندگان
1 -دانشکده هوافضا- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 عضو هیوت علمی-دانشکده هوافضا- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
3 عضو هیئت علمی-دانشکده هوافضا- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
4 دانشکده هوافضا- دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
5 دانشکده هوافضا-دانشگاه خواجه نصیر
چکیده
یکی از چالش های اصلی پرتاب ماهواره بر، قابلیت اطمینان آن ها در مقابل انواع خرابی ها می باشد.راهکار اصلی برای افزایش این قابلیت اطمینان استفاده از روش های شناسایی و تشخیص خرابی است. یکی از روش‌های شناسایی و تشخیص خرابی استفاده از روش های داده پایه نرم افزاری می باشد.چالش اصلی برای شناسایی و تشخیص خرابی توسط روش داده پایه نرم افزاری ، استخراج خروجی سنسور به طور مستقل و موازی می باشد. در این مقاله بر اساس اصل تقارن دینامیکی کانال سمت و فراز ماهواره برها سنسور نرمی طراحی می گردد که توانایی شناسایی و تشخیص انواع خرابی ها را دارد. بدین منظور ابتدا کانال سمت ژیرسکوپ با استفاده از الگوریتم مربعات خطای بازگشتی شناسایی می شود سپس با توجه به اصل تقارن دینامیکی ورودی کانال فراز که همان خیز کنترلی کانال فراز است به دینامیک شناسایی شده اعمال می گردد. خروجی این سیستم، تخمینی از آهنگ زاویه فراز است که به طور موازی با ژیرسکوپ کانال فراز در حال اندازه گیری می باشد. در این روش در صورت بروز خرابی احتمالی،سنسور طراحی شده با استفاده از جهش خطای تخمین، وقوع خرابی را اعلام می نماید. با بررسی نتایج شناسایی خرابی توسط سنسور نرم ، عملکرد مناسب سنسور طراحی شده برای شناسایی خرابی تأیید می‌گردد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Soft Sensor Design for Fault Detection in ALV Pitch Gyro

نویسندگان English

mehdi hasani najafabadi 1
Jafar Roshanian 2
Abdolmajid Khoshnood 3
Habib Khaksary 4
Hadi Tekieh 5
چکیده English

Aerospace Launch Vehicles (ALVs), used for launching artificial satellites and space stations to Earth orbits, usually encounter with failure in navigation systems . In these cases, survival of an ALV during accurate payloads injection in orbits is one of the most critical issues for Guidance and Control systems.An important challenge for safety of Aerospace Launch Vehicle (ALV) is their reliability against all types of faults. There is a requirement for on-board fault detection without deteriorating the performance of ALV. In this paper, a new software sensor is proposed for fault detection and compensation based on symmetrical behavior of the yaw and pitch channels of an ALV. For this purpose, using identification techniques on the yaw channel, a new software sensor is developed as an online rigid dynamic predictor for the pitch channel. The proposed software sensor is employed to generate the residual of estimation error as an indicator of predefined faults. The main novelty of this software sensor is online tuning of the virtual sensor against unforeseen variations in the parameters of the vehicle. Robustness of the new control system in the presence of asymmetric behavior is investigated. The efficiency of the proposed fault tolerant method is illustrated through simulations.

کلیدواژه‌ها English

Aerospace Launch Vehicle
Fault Detection and Isolation
system identification
Recursive least square