مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

کاهش نویز فعال در یک چرخ عکس العملی با استفاده همزمان از شناسایی سیستم دینامیکی و موجک روی خط

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 استادیار دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
چکیده
چرخ‌های عکس‌العملی از جمله وسایل تبادل ممنتم زاویه‌ای هستند، که در پایدارسازی وضعیت ماهواره و مانورهای وضعیت آن مورد استفاده قرار می‌گیرند. کنترل وضعیت ماهواره از مسائل مهم می‌باشد اما به دلیل نویز و اغتشاشات، سیگنال خروجی چرخ عکس‌العملی دچار نویز می‌شود که از جمله این اغتشاشات می‌توان به نابالانسی چرخ‌ها اشاره کرد. تاکنون روش‌های مختلفی برای حذف این نویز ارائه شده است. ابزارهای توانمند پردازش سیگنال از جمله موجک‌ها تاکنون در تحلیل خارج خط سیگنال‌های نویزی مشابه کاربرد بسیار زیادی داشته‌اند. اما اینکه بتوان این ابزارها را به طور روی خط در فرآیند کنترل حلقه بسته وارد نمود تاکنون کمتر مورد توجه قرار گرفته است. مشکل عمده این موضوع به حجم بالای پردازش و تأخیر ایجاد شده برمی‌گردد. این نویز را می‌توان با طراحی یک بانک فیلتر موجک شناسایی و با آستانه گذاری ضرایب موجک حاصل از تجزیه سیگنال نویزی حذف نمود. اما به دلیل وجود تأخیر در بانک فیلتر که گریز ناپذیر است سیستم دچار ناپایداری می‌شود. از این رو، در این مقاله با یک رویکرد پیش‌بینی از الگوریتم اسمیت استفاده شده است تا بتوان تأخیر ایجاد شده از فرآیند حذف نویز را به خارج از حلقه کنترل انتقال داده و سیستم را پایدار و خروجی را تا حد بسیار زیادی به حالت سیستم بدون نویز نزدیک نمود. دقت این الگوریتم نیازمند داشتن تخمینی از دینامیک سیستم و آگاهی از میزان تأخیر سیستم است. با توجه به استفاده از فیلترهای پاسخ محدود تأخیر به طور کامل قابل محاسبه است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Active Noise Cancelation in a Reaction Wheel by simultaneous using of dynamical system identification and online wavelet

نویسندگان English

Habib Khaksari 1
Abdolmajid Khoshnood 2
Jafar Roshanian 1
چکیده English

Reaction wheels are angular momentum exchange devices used to stabilize the position of the satellite and maneuvering. This actuator can change the momentum of the satellite to change the attitude of the system. During the process of operation, noise and disturbances arisen from the unbalancing of the wheels lead to inconvenient performance of the reaction wheels. Several works have been presented for active noise cancelation in these devices. But, the practical tools of signal processing such as filter banks and wavelets which used for offline de-noising are samples of very useful noise cancellation methods. If these toolboxes are employed for online de-noising these signal processing approaches are applicable for noisy systems such as reaction wheels. The main challenge of this strategy is delay arisen from the signal processing and this is inevitable. In this paper, a strategy of online wavelet de-noising is designed and proposed for noise cancellation in a reaction wheel. In this regards, for considering the delay compensation the method of Smith predictor is used to lead the delay of the process out of the closed loop control system. The accuracy of this algorithm requires an estimate of the system dynamics and the understanding of the delay system. According to the use of the FIR filter delay can be fully calculated. The recursive least squares used for identification reaction wheel as an estimate of the system.

کلیدواژه‌ها English

Reaction Wheel
Noise cancellation
Smith predictor
Delay compensation
system identification
Online Wavelet