13936

13936

طراحي و شبيه‌سازي سيستم كنترل وضعيت يك ماهواره سه‌محوره، با جهت‌گيري دائم به سمت زمين و خورشيد

كارشناسي ارشد

كنترل

اسفندماه 1393

اسفندماه 1393

دكتر حسين بلندي

دكتر سيد مجيد اسماعيل زاده

برق

چكيده قابليت و عملكرد يك ماهواره به تعداد محموله‌هاي قابل انجام توسط آن و مشخصات فيزيكي محموله‌ها بستگي دارد. بدين منظور با افزايش تعداد محموله‌ها، فراهم كردن توان مصرفي آنها به منظور اجراي كليه ماموريت‌هاي تعريف شده براي ماهواره به بهترين نحو ممكن، الزامي‌است. يكي از چالش‌هاي اساسي در ماهواره‌ها تامين توان مورد نياز ماهواره، در طول ماموريت آن است. در اين پايان نامه سيستم كنترل وضعيت يك ماهواره براي جهت‌گيري دائم به سمت زمين به منظور رؤيت سطح زمين و نيز جهت‌گيري دائم آرايه‌هاي خورشيدي به سمت خورشيد براي كسب توان بيشتر مدلسازي و طراحي شده است. در واقع در ماهواره مدنظر براي كسب حداكثر توان، آرايه‌هاي خورشيدي به صورت بالك و متحرك است. در اين راستا، پس از مدل‌سازي سيستم ماهواره شامل پنل خورشيدي متحرك و بيان سينماتيك وضعيت براساس زواياي اويلر، به توصيف مسير مرجعي پرداخته شده است كه با رديابي آن توسط ماهواره، دو هدف مدنظر يعني جهت‌گيري به سمت زمين و خورشيد به طور همزمان و دائم برقرار شود. براي اين منظور بردار ماهواره-خورشيد، با تعيين موقعيت ماهواره و خورشيد در هر لحظه محاسبه شده و از آن براي تعيين مسير مرجع ماهواره استفاده شده است. پس از آن با توجه به مسير مرجع بدست آمده، نشان داده شده است كه انجام دو ماموريت جهت‌گيري به سمت زمين و خورشيد به طور همزمان امكان‌پذير نخواهد بود. بنابراين براي رفع مشكل بوجود آمده، دوربين ماهواره را در يك صفحه يك درجه آزادي قرار داده و از اين طريق سرعت دوربين در دستگاه مداري را به صفر رسانده و مشكل بوجود آمده مرتفع گرديد. در ادامه نيز پايداري الگوريتم كنترلي با استفاده از تئوري لياپانوف اثبات شده است.در نهايت با انجام شبيه‌سازي نشان داده شده است كه راهكار پيشنهادي قادر به حل مشكل جهت‌گيري همزمان به سمت زمين و خورشيد خواهد بود. واژه‌هاي كليدي:جهت‌گيري به سمت خورشيد- جهت‌گيري به سمت زمين(ندير)-پنل خورشيدي متحرك- كنترل وضعيت ماهواره