17252

17252

طراحي و پياده‌سازي زمان حقيقي سخت‌افزاري سيستم ديناميك و كنترل وضعيت يك ماهواره با يك ژايروي كنترل ممان تك جيمباله

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري ماهواره

اسفند 1395

دكتر حسين بلندي

دكتر بهمن قرباني واقعي

فناوري هاي نوين

در اين پايان¬نامه با انتخاب يك ماهواره نمونه، به استخراج معادلات سينماتيك و ديناميك حاكم بر آن با توجه به وجود ژايروي كنترل ممان پرداخته شده است. سپس با مدلسازي عملگر مورد نظر در نرم¬افزار متلب، عملكرد زير¬سيستم كنترل وضعيت به وسيله انجام شبيه سازي در محيط اين نرم¬افزار و نتايج حاصل از پياده سازي سخت افزار در حلقه تبيين شده است. هدف در اين تحقيق انجام مانور 30 درجه حول هركدام از محورهاي رول و پيچ و ياو مي‌باشد. همچنين به‌منظور كنترل وضعيت ماهواره، از يك قانون كنترل فيدبك مبتني بر كواترنيون استفاده‌شده است. قابل‌ذكر است عملگرهاي CMG هم براي ساختار هرمي چهارتايي و همچنين براي ساختار جعبه‌اي دوتايي مدل گرديده است و سيستم كنترل در هر دو مدل بررسي گرديده است. در اين پايان نامه به بررسي قوانين تكينگي نيز پرداخته‌شده و نمونه‌اي از اين قوانين در نرم‌افزار متلب و در سيستم كنترل ماهواره نمونه پياده‌سازي شده است و در انتها نتايج شبيه سازي و پياده سازي ارائه گرديده است.

1396/03/01

1/1/1900 12:00:00 AM

In this thesis a sample satellite which is involved with two CMGs in box configuration or four CMGs in pyramid configuration is considered and its dynamic and kinematic equations of motion are derived for both cases. After modeling the actuator in MATLAB SIMULINK, the operation of attitude control subsystem is eva​luated by means of simulation and HARDWARE IN THE-LOOP test. As performing 30 degrees maneuver with the agility of 3 deg/sec around all three axis (Roll, Pitch and Yaw) is required for defined mission in this thesis, a feedback quaternion law is utilized in order to achieve all control objectives. The main problem of CMGs called Singularities and its associated solutions called Steering Logics are investigated in this thesis and a Steering Logic is utilized and modeled in this research. Finally, the results of both simulation and HARDWARE-IN THE-LOOP test are provided.