جستجو در مقالات منتشر شده
۴ نتیجه برای کنترل وضعیت ماهواره
علی بادپا، محمدتقی حمیدی بهشتی، مهدی سجودی،
دوره ۱۵، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۴ )
چکیده
در این مقاله، فیلتر کالمن توسعه‌یافته و کنترلگر غیرخطی وابسته به مدل تحت شبکه با استفاده از اصل جداسازی برای زیرسیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره مدار پایین زمین طراحی شده است. در این راستا، با توجه به روند توسعه ماهواره‌ها، معماری زیرسیستم تعیین و کنترل وضعیت برای کلاس وسیعی از ماهواره‌های مدار پایین زمین جهت پایدارسازی و حصول اهداف مأموریتی همچون تعیین وضعیت و نشانه‌روی دقیق پیشنهاد شده است. این معماری، بصورت سیستم کنترلی تحت شبکه جهت برقراری اتصال و ارتباط بین اجزاء کنترلی شامل حس‌گرها، عملگرها و بورد پردازنده و همچنین به اشتراک گذاشتن داده با سایر زیرسیستمها در نظر گرفته شده است. سپس، با مدلسازی تمامی اجزاء سیستم و لحاظ نمودن اثرات ناشی از شبکه بصورت اغتشاش کراندار، سیستم کنترل برای جبران آنها طراحی شده است. بدین منظور، الگوریتهای تخمین و کنترل وضعیت شامل فیلتر کالمن توسعه‌یافته و کنترلگر غیرخطی وابسته به مدل بگونه‌ای طراحی شده‌اند تا ضمن دستیابی به عملکرد مطلوب سیستم، پایداری هر یک از آنها تضمین گردد. در ادامه، مدل غیرخطی دینامیک ماهواره بر حسب پارامترهای کواترنیون و سرعتهای زاویه‌ای ارائه شده و با بیان قضیه اصل جداسازی غیرخطی برای طراحی رؤیت‌گر و کنترلگر، شرایط همگرایی و پایداری نمایی براساس مدل خطی ماهواره استخراج شده است. اثبات قضیه نشان می‌دهد که سیستم حلقه بسته بطور پیوسته وضعیت ماهواره را در محدوده دقت تعیین شده حفظ می‌نماید. در نهایت، نتایج شبیه‌سازی حاصل از اعمال رؤیت‌گر و کنترلگر طراحی شده بر روی یک ماهواره فعال در مدار، کارآیی طراحی صورت گرفته را به خوبی نشان می‌دهد.
سارا مقدس زاده بزاز، وحید بهلوری، سید حمید جلالی نائینی،
دوره ۱۶، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله، عملکرد سیستم کنترل وضعیت تک محوره یک ماهواره صلب با مدولاتور پهنا و فرکانس پالس و عملگر تراستر از نوع دو وضعیتی (روشن یا خاموش) با استفاده از کنترلگر تناسبی- انتگرالگیر- مشتقگیر ((PID اصلاح شده، در شرایط اغتشاش خارجی پله بهبود یافته است. بدین منظور از کنترلگر PID مبتنی بر روش مشاهده گر استفاده شده است. عملگر تراستر با یک تابع تبدیل مرتبه دوم به همراه ثابت زمانی خالص مدل شده و فرکانس بروز رسانی خروجی مدولاتور، به عنوان ورودی عملگر تراستر دو وضعیتی، به مقدار ۴۰ هرتز محدود شده است. در این مطالعه، معیارهای دقت نشانه روی، میزان فراجهش پاسخ زاویه ای، مصرف سوخت و تعداد دفعات روشن شدن عملگر تراستر به ازای اغتشاش خارجی پله (با مقادیر مختلف)، مد نظر است. پارامترهای کنترلگر PID اصلاح شده بر مبنای مشاهده گر، با استفاده از روش جستجوی پارامتری تنظیم شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که میزان مصرف سوخت و زمان نشست پاسخ در روش کنترلگر مبتنی بر مشاهده گر نسبت به کنترلگر PID، در حالی که فراجهش پاسخ نیز حذف شده است، کاهش قابل ملاحظه ای داشته است. نهایتاً قوام کنترلگر مبتنی بر مشاهده گر در مواجهه با عدم قطعیت در ممان اینرسی و عدم قطعیت در سطح نیروی تراست بررسی شده است.
سید حمید جلالی نائینی، وحید بهلوری،
دوره ۱۶، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۵ )
چکیده
در این مقاله، بازه‌های قابل قبول برای پارامترهای مدولاتور پهنا و فرکانس پالس بر مبنای تحلیل‌های ورودی صفر، استاتیکی و دینامیکی در حضور نویز حسگر بدست می-آید. مدولاتورهای پهنا و فرکانس پالس دارای ۵ پارامتر تنظیمی بوده که برای رسیدن به عملکرد مناسب، مقادیر این پارامترها بایستی بطور مناسبی تعیین شود. در این مطالعه، با در نظر گرفتن مدل شبه بی‌بعد، پارامترهای طراحی مدولاتور به ۳ پارامتر کاهش می‌یابد. بنابراین، نتایج بازه‌های قابل قبول که فارغ از مقدار هر پارامتر، بر حسب پارامترهای گروه‌بندی شده مستخرج شده، قابل استفاده برای مدولاتور با مقادیر مختلف ۵ پارامتر تنظیمی خواهد بود. علاوه بر این، در مدل شبه بی‌بعد، بار محاسباتی، به خصوص در تحلیل‌های آماری، بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. همچنین نویز حسگر، یک نویز سفید گوسی است که با عبور از یک فیلتر پایین گذر به ورودی مدولاتور اعمال می‌شود. فرکانس خروجی مدولاتور نیز به مقدار ۵۰ هرتز محدود شده است. در تحلیل حاضر، مقدار متوسط مصرف سوخت و دفعات روشن شدن تراستر به عنوان معیار عملکرد در نظر گرفته شده است. روال انتخاب نواحی قابل قبول پارامترها در سیستم شبه بی‌بعد بر مبنای حذف مقدار ۳۰% (و ۱۰%) بالای نمودارهای معیار عملکرد، می‌باشد. نهایتاً نواحی قابل قبول پارامترها به‌صورت نمودارهایی بر حسب پارامترهای بی‌بعد برای آستانه روشن‌شدن و هیسترزیس و پارامتر ثابت زمانی فیلتر ارائه شده است که هر کدام از این نمودارها به‌ازای یک مقدار مشخص برای چگالی طیفی نویز ورودی ترسیم شده است.
محمد نوابی، شهرام حسینی،
دوره ۱۹، شماره ۱۲ - ( ۹-۱۳۹۸ )
چکیده
انجام مانور با بیشترین دقت، سرعت و کمترین توان همواره از چالش‌های مطرح در زمینه طراحی سیستم کنترل ماهواره‌ها و فضاپیماها بوده است. در این مقاله انواع روش‌های کنترلی برای کنترل وضعیت ماهواره به‌دور از پیچیدگی مدلسازی عملگرها ولی در حضور عدم قطعیت و اغتشاشات موجود در ماهواره‌ها مقایسه شد تا پاسخی صریح برای کمینه‌کردن معیار اولرینت به دست آید که این معیار انتگرال زاویه اویلر بین دستگاه بدنی و هدف، حول محور اویلر در طول زمان و به‌نوعی تفسیری از سرعت عملکرد و خطای وضعیت ماهواره در هر سه محور کنترلی محسوب می‌شود. ابتدا با استفاده از کنترل تناسبی- مشتقگیر، مقایسه معیار اولرینت در اعمال روابط سینماتیکی مختلف (معادلات نرخی اویلر، معادلات بردارهای کواترنیون و معادلات ماتریس کسینوس هادی) به مدل خطی و غیرخطی ماهواره انجام شد و سپس با استفاده از روابط سینماتیک کواترنیون که کمترین مقدار اولرینت را داشت، با تغییر کنترل‌کننده تناسبی- مشتقگیر به کنترل‌کننده‌های بهینه تنظیم‌کننده مربعی خطی، جایابی قطب، تطبیقی، فازی و تطبیقی- فازی به مقایسه معیار اولرینت بین روش‌های مختلف پرداخته شد تا بهترین روش ازلحاظ رفتار فرکانسی پاسخ، کمترین میزان معیار اولرینت و کمترین تلاش کنترلی برای کنترل وضعیت ماهواره و مقابله با اغتشاش و نامعینی به دست آید.
