23128

طراحي كنترل كننده ي مود لغزشي- تطبيقي مرتبه بالا جهت كنترل همزمان موقعيت و وضعيت يك آرايش پروازي ماهواره

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري ماهواره

1395

1399/8/29

دكتر حسين بلندي - دكتر بهمن قرباني واقعي

فناوري هاي نوين

در اين مطالعه ˓ كنترل مختصات 6 درجه آزادي آرايش پروازي ماهواره ها ˓ در ارتفاع پايين زمين مورد تحقيق و بررسي قرار گرفته است.براي اين منظور ˓ مدل ديناميك تزويجي دقيق موقعيت و وضعيت نسبي فضاپيماي پيرو نسبت به فضاپيماي پيشرو ˓ در چهارچوب ديناميك اويلر- لاگرانژ ارائه شده است.متعاقبا كنترل مختصات 6 درجه آزادي فضاپيما در آرايش مورد مطالعه قرار گرفته و عملكرد كنترل مقاوم آرايش پروازي ماهواره ها مورد بررسي قرار گرفته است. براي اين امر ˓ يك كنترل كننده ي مود لغزشي مرتبه بالا ˓ براي سيستم غير خطي آرايش پروازي ماهواره ها ˓ در ساختار پيشرو- پيرو طراحي شده است. استراتژي مفروض ˓ شناخته شده تحت عنوان قانون كنترل مود لغزشي فراپيچشي تطبيقي ˓ طراحي و به سيستم 6 درجه آزادي آرايش پروازي ماهواره ها اعمال شده است.قيود مربوط به اشباع عملگر در نظر گرفته شده است.در طراحي كنترل كننده ˓ جهت كاهش تلاش هاي كنترلي از بهره هاي تطبيقي استفاده شده است.بهره هاي كنترل كننده ي مقاوم ˓ با خطاي حالت ها تطبيق پيدا مي كنند.كنترل كننده ي توسعه داده شده ي مفروض ˓ روي مشخصات واقعي يك سيستم عملياتي تحت عنوان پروژه ي فضايي PROBA-3 اجرايي شده و عملكرد كنترل كننده در كنترل پرواز هماهنگ در مانورهايي با خروج از مركز بزرگ˓ با لحاظ نامعيني هايي از جمله خطاي عملگر هاي ماهواره ي پيرو ˓ ترم اغتشاشي J2 و عدم قطعيت هاي پارامتريك در جرم و ممان اينرسي فضاپيماها ˓ مورد بررسي قرار گرفته است.پايداري زمان محدود سيستم حلقه بسته ˓ از طريق تحليل پايداري لياپانوف ˓ به صورت تئوري تضمين شده است.در نهايت شبيه سازي هاي عددي ارائه شده تا كارايي و موثر بودن كنترل كننده ي پيشنهادي نمايش داده شود.

1399/11/19

Adaptive High Order Sliding Mode Controller Design for Concurrent Attitude and Position Control of a Spacecraft Formation Flying

11/19/2020 12:00:00 AM

In this study, the six degree-of-freedom (6-DOF) coordinated control of spacecraft formation flying in low earth orbit (LEO) has been investigated. For this purpose, an accurate coupled translational and attitude relative dynamics model of the follower spacecraft with respect to the leader spacecraft in Euler-Lagrange framework is presented. Subsequently, the 6-DOF coordinated control of spacecraft in formation is studied and the issue of robust control of the spacecraft formation flying will be discussed. For this purpose, a high order sliding mode controller (HOSMC) are designed for nonlinear spacecraft formation flying in leader-follower structure. The strategy, known as adaptive super twisting sliding mode control law is designed and applied to 6 DOF spacecraft formation flying system. The actuator saturations is considered. To reduce the control effort, the adaptive gains are applied. The gains of robust controllers are adapted due to the error measurement or conditions. adaptive super twisting are proposed on the PROBA-3 Space mission. The controllers’ performances are examined in formation flying maneuvers with large eccentricity considering uncertainty and J2 disturbance. finite-time stability of the closed loop system throught Lyapunov stability analysis is theoretically guaranteed. Finally, numerical simulations are presented to demonstrate the effectiveness and advantages of the proposed control method.

ساختار پيشرو - پيرو , پروژه ي فضايي PROBA-3 , الگوريتم فراپيچش تطبيقي , ديناميك اويلر-لاگرانژ , پايداري زمان محدود لياپانوفي

Leader-Follower Structure , PROBA-3 , Adaptive Super Twisting Algorithm , Euler-Lagrange Framework , Finite Time Lyapunov Stability