31717

طراحي و پياده‌سازي كنترل كننده بهينه، جهت بالانس جرمي اتوماتيك سيستم ميز تست ياتاقان هوايي

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري ماهواره

1400

1403/06/26

مهدي نصيري سروي

استاد مشاور ندارد

فناوري هاي نوين

براي تأييد عملكرد مناسب و قابل اعتماد زيرسيستم تعيين و كنترل وضعيت يك ماهواره، مي‌بايست قبل از پرتاب، محيط مداري آن در بستر آزمايشگاه، شبيه‌سازي شود و اغتشاشات خارجي بر روي مجموعه ماهواره به حداقل برسد. در اين ميان، گشتاور جاذبه در ميان ساير اغتشاشات، بزرگ‌ترين گشتاور مي‌باشد. بنابراين ساختاري كه مي‌تواند شرايط معلق بودن ماهواره را روي زمين فراهم كند، استفاده از ميز تست مجهز به ياتاقان هوايي مي‌باشد. از آنجا كه دوران‌‌‌‌هاي مجموعه مورد تست مقيد به مركز نيم‌كره استفاده شده در ميز ياتاقان هوايي مي‌باشد، چنانچه اختلاف كوچكي بين مركز جرم و مركز دوران وجود داشته باشد آنگاه گشتاور ايجاد شده باعث بهم ريختن تعادل مجموعه و دوران هاي ناخواسته مي‌شود. يك روش تعادل خودكار مي‌تواند تا حد زيادي زمان لازم براي تنظيم پلت‌فرم را قبل از آزمايش، كاهش دهد. سيستم تعادل خودكار كه معمولاً در كاركرد اين مورد در نظر گرفته مي‌شود، از سه جرم لغزنده استفاده مي‌كند كه به طور مستقل توسط سه موتور الكتريكي جابجا مي‌شوند. در اين پايان‌نامه ضمن معرفي موضوع، معادلات كامل آن به همراه اهميت تخمين پارامترهاي مركز جرم و تانسور اينرسي، مورد بررسي قرار گرفته و براي ايجاد داده‌هاي شبيه‌سازي شده سنسور، مدل ميز تست و ماهواره نمونه، با يك ابزار CAD طراحي شده و در ادامه با يكي از روش‌هاي¬ كنترل بهينه موسوم به كنترل پيش‌بين غيرخطي، به انطباق خودكار مركز جرم بر مركز دوران مجموعه، پرداخته شده است

1403/09/07

Design and implementation of an optimal controller for automatic mass balance of an air bearing test bench system

9/16/2025 12:00:00 AM

To verify the proper and reliable operation of a satellite's attitude determination and control subsystem, its orbital environment must be simulated in a laboratory environment before launch and external disturbances on the satellite assembly must be minimized. Among these, the gravitational moment is the largest moment among other disturbances. Therefore, a structure that can provide the conditions for the satellite to be suspended on the ground is the use of a test table equipped with air bearings. Since the rotations of the assembly under test are limited to the center of the hemisphere used in the air bearing table, if there is a small difference between the center of mass and the center of rotation, then the torque created will disrupt the balance of the assembly and cause unwanted rotations. An automatic balancing method can greatly reduce the time required to adjust the platform before testing. The automatic balancing system that is usually considered in the operation of this case uses three sliding masses that are independently moved by three electric motors. In this thesis, while introducing the subject, its complete equations along with the importance of estimating the parameters of the center of mass and the inertia tensor are examined. In order to create simulated sensor data, a test bench model and a sample satellite are designed with a CAD tool. Then, using one of the optimal control methods called nonlinear predictive control, the automatic adaptation of the center of mass to the center of rotation of the assembly is addressed.

تعادل جرمي خودكار , ميز تست ياتاقان هوايي , كنترل پيش بين غيرخطي

Automatic mass balance , Air bearing testbed , Nonlinear predictive control

Mohammad Goudarzi

Mahdi Nasiri Sarvi