12990

12990

طراحي و پياده‌سازي سيستم كنترل وضعيت تمام مغناطيسيسه محوره ماهواره هاي مدارات LEO

كارشناسي ارشد

برق - كنترل

ارديبهشت ماه 1393

ارديبهشت ماه 1393

دكتر حسين بلندي

دكتر بهمن قرباني واقعي

چكيده در اين پروژه هدف طراحي و پياده سازي الگوريتم هاي كنترل‌ وضعيت سه محوره ماهواره با استفاده از عملگرهاي مغناطيسي در مدارهاي با ارتفاع پايين مي باشد. عملگرهاي مغناطيسي داراي سخت افزار ساده، سبك، بدون تغيير جرم يا تضعيف در طول زمان و داراي توان مصرفي كمي هستند كه با توجه به اين خصوصيات يكي از عملگرهايي مي باشند كه در اكثر ماهواره ها مورد استفاده قرار مي گيرند. اين روش به طور ذاتي غير خطي و داراي مشكلاتي جهت بكارگيري مي باشد، به اين دليل كه گشتاور كنترلي توليدي تنها در راستاي عمود بر ميدان مغناطيسي زمين مي تواند توليد شود. بدين ترتيب نمي‌توان سه گشتاور مستقل همزمان در راستاي سه محور تنها با به‌كارگيري عملگر‌هاي مغناطيسي ايجاد نمود. جهت طراحي الگوريتم كنترلي تمام مغناطيسي در ابتدا لازم بود عملگر مغناطيسي با در نظر گرفتن محدوديت ها و مشكلات موجود به نحو احسن طراحي شود و ممان پسماند آن نيز جهت بدست آوردن ميزان اغتشاش مغناطيسي توليدي استخراج شود. طي مراحل آزمايشات به تاثير دو عامل نويز سيستم و دماي محيط در نتايج آزمايشات پي برديم كه با راه¬كاري كه در اين پروژه ارايه شده است تاثير اين دو عمل حذف شده و ممان مغناطيسي پسماند عملگر مغناطيسي با دقت خوبي بدست آمد. سپس به طراحي كنترل كننده اي پرداخته شد كه با در نظر گرفتن كليه اغتشاشات شبيه¬سازي شده توانايي پايدارسازي ماهواره با دقت مورد نياز را داشته باشد. در نهايت هم به منظور صحت¬سنجي الگوريتم كنترلي طراحي شده اين الگوريتم¬ها بر روي بورد OBC ماهواره نويد به همراه عملگرهاي مغناطيسي در مركز ماهواره علم و صنعت پياده سازي شد. تست¬ها به صورت سخت¬افزار در حلقه و زمان حقيقي انجام شده¬اند. در اين بستر، براي ايجاد مدل بلادرنگ ماهواره از نرم¬افزار متلب استفاده شده و ارتباط اين مدل با سخت¬افزار كنترل وضعيت در محيط برنامه¬نويسي Labview انجام شد. در نهايت هم عملكرد صحيح الگوريتم¬هاي كنترلي با استفاده از تست سخت¬افزار در حلقه تاييد شده است. واژه‌هاي كليدي: كنترل وضعيت تمام مغناطيسي – طراحي عملگر مغناطيسي – تست زمان حقيقي زيرسيستم كنترل وضعيت