6783

مدلسازي و پياده سازي ديناميك و كنترلكننده ي يك ماهواره در بستر سخت افزار در حلقه: جستاري در كنترل مداري ماهواره هاي زمين ثابت

كارشناسي

كنترل

1399

دكتر سيد مجيد اسماعيل زاده

1399/04/19

برق

Modeling and implementation of a GEO satellite orbital controller using HIL testbed: an inquiry into orbital control of GEO satellites

در گزارش پيش رو به چرايي و چگونگي مدل‌سازي رياضي سامانه‌ي ماهواره زمين ثابت بر مدار خويش و رفتار سامانه‌ي رها و سامانه‌ي مهار شده در مدار زمين ثابت مي‌پردازيم. نخست به روش‌هاي اصلي و پايه‌اي مدل‌سازي سامانه و قوانين فيزيكي حاكم بر آن مدار نگاهي مي‌كنيم، سپس اثر هر يك از نيروهاي آشفته‌كننده‌ي واردشونده را بر مسير حركت ماهواره‌ي رها بررسي مي‌كنيم. پيش از همه‌ي اين‌ها، زمينه‌ي لازم براي حل معادلات مساله‌ي سه جرم، خورشيد-زمين-ماه را بررسي مي‌كنيم. چند ترفند براي راستي‌آزماييِ هر يك از روش‌هاي مدل‌سازي حركت سه جرم عمده (ماه-زمين-خورشيد) و گزينش منطقي‌ترينشان اجرا شده است. پس از پيمودن راه پيشين، به مدل‌سازي سامانك‌هاي ماهواره‌ي اصلي، حسگر (سامانه‌ي تعيين مدار)، كنترل‌كننده، راه‌اندازِ عملگرها و خود عملگرها مي‌پردازيم. سپس از جايگاه كنترل و با هدف طراحي كنترل‌كننده، به بررسي مدل‌هاي در دسترس مي‌پردازيم و كاركرد هر يك از روش‌هاي مدل‌سازي را در طراحي كنترل‌كننده‌هاي گوناگون بر‌مي‌شمرد. از ميان روش‌هاي كنترلي بر اساس دانشِ نگارنده يك روش برگرفته شده است، كه همان كنترل‌كننده‌ي خطي پسخور حالت است. پس از طراحي كنترل‌كننده‌ي خطي، آن را به بوته‌ي آزمايش كنترل سامانه‌ي غيرخطي مي‌نهيم. پس از اين آزمون، پاسخ‌هاي هر دو سامانه خطي و غيرخطي به كنترل‌كننده‌ي طراحي شده آورده شده‌اند. درگيرودار آزمون كنترل‌كننده، ارتباط بسيار مهم كنترل وضيعت و كنترل موقيعت را بررسي و آزمايش مي‌‌كنيم. در پايان، در گفتاري كوتاه به آزمون‌هاي به‌هنگامِ سامانه و چرايي ساخت اين آزمون‌ها مي‌پردازد، سر آخر كنترل‌كننده‌ي طراحي شده را به صورت به‌هنگام مي‌آزماييم.

مدل سازي رياضي آشفتگي هاي مداري در مدار زمين ثابت , مدل سازي حل عدد مساله سه جرمي (خورشيد-ماه-زمين) , راهبردهاي تعين مداري , نگاشت اويلر-هيل در كنترل مداري , ارتباط كنترل موقعيت و كنترل وضعيت , شبيه سازي به هنگام