26587

طراحي كنترل‌كننده براي مانور نشانه‌روي ماهواره به روش كنترل مد لغزشي-فازي-تطبيقي، در حضور عدم قطعيت‌هاي گشتاورهاي خارجي و اغتشاشي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك، طراحي كاربردي، گرايش ديناميك-ارتعاشات و كنترل

1398-1400

1400/12/16

دكتر اميرحسين دوائي مركزي

دكتر طالب عبداللهي

مهندسي مكانيك

در مطالعه‌ي عملكرد ماهواره‌ي مدار پايين ، نشانه‌روي از اهميت بالايي برخوردار است؛ زيرا وظيفه‌ي اغلب اين ماهواره‌ها تنظيم آنتن و يا صفحات خورشيدي به سمت نقطه اي معين از زمين است تا بيشترين بازده حاصل شود. عمل نشانه‌روي بر پايه‌ي كنترل وضعيت ماهواره به‌دست مي‌آيد. در اين راستا مي‌توان از روش‌هاي كنترلي مختلفي استفاده نمود؛ اما به دليل پيچيدگي ديناميك ماهواره و وجود اغتشاشات پيش‌بيني نشده، روش‌هاي كنترلي هوشمند، موفق تر از روش‌هاي غيرهوشمند عمل مي‌كنند. در اين پژوهش، از روش هوشمند كنترلي مد لغزشي فازي تطبيقي استفاده شده است. چنان كه ابتدا با استفاده از تعريف سطح لغزش به عنوان وضعيت مطلوب، با طراحي يك ورودي كنترلي، مد‌هاي سيستم به سطح لغزش سوق داده شده و سعي مي‌شود در آن وضعيت باقي بمانند. از آن جا كه در سيستم ماهواره، عدم¬قطعيت‌ها منجر به مقادير غيردقيق پارامترها مي‌شوند، ورودي كنترلي حاصل از مد لغزشي نياز به اصلاح دارد؛ به اين منظور، با استفاده از منطق فازي در كنار مد لغزشي، ورودي كنترلي ايده آل تخمين زده مي‌شود. در مسير طراحي ورودي كنترلي ايده آل، براي تامين پايداري سيستم از معيار پايداري لياپانوف استفاده شده و با بهره مندي از قوانين تطبيق، پارامترها مقدار مناسبي به خود مي‌گيرند تا سيستم به بهترين نحو كنترل گردد. در اين پژوهش، روش كنترلي مذكور با روش‌ كنترلي تناسبي-انتگرالي-مشتق گير مقايسه شده و برتري روش AFSMC، در تامين شرايطي كه طي آن سيستم در چهارچوب مجازِ ورودي كنترلي باقي بماند، مشهود است.

1401/03/17

Design of controller for Satellite Pointing Maneuvers by Adaptive Fuzzy Sliding Mode Control method, in presence of external and perturbing moment uncertainties

3/7/2023 12:00:00 AM

In performance study of a Low Earth Orbit (LEO) satellite, pointing is so important; because the task of most of these satellites is to adjust the antenna or solar panels to a certain point on the ground to get the most efficiency. The targeting operation is based on satellite attitude control. In this regard, different control methods can be used; but due to the complexity of satellite dynamics and unforeseen disturbances, intelligent control methods are more successful than non-intelligent ones. In this research, an intelligent adaptive fuzzy sliding mode control method has been used. First, by defining the sliding surface as the desired condition, by designing a control input, the system modes are directed to the sliding surface and try to remain in that position. Since in the satellite system, uncertainties lead to inaccurate values of the parameters, the control input resulting from the sliding mode needs to be corrected; for this purpose, using fuzzy logic with sliding mode, the ideal control input is estimated. In design of the ideal control input, the Lyapunov stability criterion is used to ensure the stability of the system, and by using the adaptive control laws, the parameters take on a suitable value so that the system is best controlled. In this research, the mentioned control method is compared with the proportional- derivative (PD) and the superiority of the AFSMC method is especially evident in the convergence accuracy and optimality of the required control input value. Therefore, it seems that the best wayfor attitude control of low earth orbit satellites is to use the AFSMC method.

ماهواره ي مدارپايين , عدم قطعيت سيستم , كنترل وضعيت , روش هاي كنترل هوشمند , كنترل كننده ي مدلغزشي-فازي-تطبيقي

Low Earth Orbit satellite , System uncertainty , Attitude control , Intelligent control methods , Adaptive fuzzy sliding mode controller

Zeinab Tahmasi Jahed

Dr. Amirhossein Davaei Markazi