30662

كنترل رديابي هدف زميني توسط ماهواره با رويكرد كنترل پيش‌بين مدل غيرخطي

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا- فناوري ماهواره

1398

1401/12/29

دكتر سيد مجيد اسماعيل زاده

فناوري هاي نوين

در اين پايان‌نامه يك راه‌حل براي مسئله كنترل وضعيت در مانور رديابي هدف زميني توسط ماهواره با استفاده از رويكرد كنترل پيش‌بين مدل غيرخطي (NMPC) پيشنهاد شده است، همچنين از الگوريتم مانده مينيمال تعميم‌يافته / متوالي (C/GMRES) به‌عنوان يك حل‌كننده سريع براي حل مسئله بهينه‌سازي آنلاين تابع هزينه استفاده مي‌شود، اين الگوريتم با استفاده از تقريب‌هاي ساده و بهره بردن از روش توالي مي‌تواند بار محاسباتي بسيار زياد تابع هزينه سيستم را در مسائل رديابي مسير (Trajectory Tracking) اينچنيني به روشي سريع محاسبه كند. همچنين يك مدل كنترل‌گرا براي تبديل معادلات سيستم به شكل معادلات خطا توسعه داده شده است كه سبب تبديل شدن مسئله رديابي به يك مسئله رگلاتوري ساده‌تر براي كنترل‌كننده خواهد شد ، الگوريتم پيشنهادي با استفاده از پارامترهاي واقعي يك ماهواره براي تصويربرداري مسير زميني غير موازي( NGTI) به‌منظور توسعه‌ي قابليت‌هاي سنجشي شبيه‌سازي شده است كه شامل اهداف ثابت و متحرك مي‌شود ، نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهد كه الگوريتم C/GMRES مي‌تواند اهداف زميني مورد نظر را با خطاي رديابي دقيق و با حفظ محدوديت‌هاي پايداري براي فعاليت‌هاي سنجشي در طول يك گذار ماهواره به خوبي رديابي كند، نتايج نهايي با كنترل‌كننده‌هاي SQP و كواترنيوني PID به منظور صحت¬سنجي مقايسه شده است.

1403/01/19

Satellite Ground-Target Tracking Control with a Nonlinear Model Predictive Control Approach

1/1/1900 12:00:00 AM

This Thesis proposes a novel solution to satellites' ground targets tracking control problem utilizing a Nonlinear Model Predictive Control approach (NMPC). The Continuation / Generalized Minimal Residual (C/GMRES) algorithm is selected as a promising fast solver for an optimal real-time control problem. The algorithm could perfectly deal with the enormous computational load of this approach by using simple approximations and the Continuation method. A new control-oriented model is developed to convert the main tracking problem into a simple regulation problem. The proposed algorithm is simulated using actual satellite parameters to track fixed & moving ground targets for Satellite Nonparallel ground track imaging (NGTI) purposes. The simulation results show that the algorithm of the C/GMRES method can track a desired ground target robustly, with precise tracking error and guaranteed safe stability limits for shooting activities throughout the overpass flight. The final results have been compared with SQP and quaternion PID controllers for validation purposes.

رديابي اهداف زميني ثابت و متحرك توسط ماهواره , الگوريتم مانده مينيمال تعميم‌يافته / متوالي , تصويربرداري مسير زميني غير موازي , رديابي مسير , كنترل‌كننده مدل پيش‌بين غيرخطي براي كنترل وضعيت ماهواره

Satellite fixed & moving ground targets tracking control , Continuation / Generalized Minimal Residual (C/GMRES) algorithm , Satellite Nonparallel Ground Track Imaging (NGTI), Trajectory Tracking , Trajectory Tracking , Nonlinear Model Predictive Control approach (NMPC)

kioumars shahriari

Dr. Seyed Majid Esmaeilzadeh