شماره ركورد
17704
شماره راهنما(اين فيلد مربوط به كارشناس ميباشد لطفا آن را خالي بگذاريد)
17704
پديد آورنده
محمد رضايي
عنوان
طراحي و ساخت يك ژايروي كنترل ممان تك جيمبال (SGCMG)
مقطع تحصيلي
كارشناسي ارشد
رشته تحصيلي
فناوري ماهواره
تاريخ دفاع
اسفند 1395
استاد راهنما
دكتر بهمن قرباني واقعي
استاد مشاور
دكتر حسين بلندي
دانشكده
فناوري نوين
چكيده
چكيده
ماهوارهها براي رديابي اهداف متحرك فضايي و زميني نياز به مانورهاي سريع دارند. ژايروي كنترل ممان يك عملگر بر مبناي سختي ژيروسكوپي است كه ميتواند گشتاور موردنياز جهت ايجاد مانور را توليد كند. يكي ديگر از مزاياي ژايروي كنترل ممان عدم نياز به سوخت و همچنين خاصيت تقويتكنندگي گشتاور آن نسبت به ديگر عملگرها است.
در اين پاياننامه پس از طراحي يك ژايروي كنترل ممان تكقابي (SGCMG) ، مراحل ساخت SGCMG انجام ميگيرد. در اين پروژه مدلي كه طراحي و ساخته ميشود مدل آزمايشگاهي است كه جهت انجام آزمونهاي عملكردي (توليد و تقويتكنندگي گشتاور) مورد ارزيابي قرار ميگيرد. همچنين در SGCMG موردنظر از موتورهاي جريان مستقيم استفاده ميگردد.
براي تحقق خواسته فوق ابتدا يك ديسك بااتصال به شفت يك موتور جهت توليد اندازه حركت زاويهاي به چرخش درميآيد و قانون كنترلي موردنياز سعي در تثبيت سرعت موتور بر روي يك مقدار ثابت دارد تا مقدار اندازه حركت زاويهاي ثابت بماند. حال با تغيير راستاي اندازه حركت زاويهاي توليدشده حول محور قاب يك گشتاور توليد ميشود. تغيير راستاي اندازه حركت زاويهاي با يك موتور جريان مستقيم ديگر صورت ميگيرد. پس از تهيه شدن ساختار مكانيكي الگوريتمهاي كنترلي روي سيستم جهت كنترل سرعت موتور ديسك و موتور قاب اعمال ميشود. در اين طراحي در قسمت موتور ديسك از موتورهاي جريان مستقيم معمولي و در قسمت موتور جيمبال از موتور پلهاي استفاده ميشود. با توجه به اينكه در مراحل بعد اين عملگر در تست سختافزار در حلقه بايد مورد آزمون قرار گيرد از برد پردازنده مركزي آردوينو كه اتصال به نرمافزارهاي شبيهسازي را قابللمس ميكند استفادهشده است. با راهاندازي اين برد، تست سختافزار در حلقه براي ژايروي كنترل ممان تك قابي انجام شد. عملكرد عملگر بهصورت زمان حقيقي با مدل نرمافزاري سيستم كنترل وضعيت يك ماهواره نمونه نشان دادهشده است.
واژههاي كليدي: كنترل وضعيت، عملگرهاي ماهواره، اندازه حركت زاويهاي، ژايروي كنترل ممان
تاريخ ورود اطلاعات
1396/05/03
تاريخ بهره برداري
1/1/1900 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
محمد رضايي
چكيده به لاتين
Design and Manufacturing of a Single Gimbal Control Moment Gyroscope (SGCMG)
Abstract
Due to tracking of moving objects in space or on the ground, satellites need to perform fast maneuvers. Control moment gyro is a kind of actuator based on gyroscope inertia and is capable of producing required torque to do desired maneuver. The most advantages of Control Moment Gyro are its torque amplification and non-consuming fuel system.
First In this thesis, a lab-model of Single Gimbal Control Moment Gyro is designed and then manufactured in order to verify functional test. it should be mentioned that DC motors are utilized in this SGCMG.
In order to achieve requirements, a disk is attached to a dc motor shaft and turns around its spin axis in a constant speed using a controller to produce a constant and stable angular momentum. To produce the designed torque, the direction of spinning disk should vary constantly, therefore using another dc motor to turn the gimbal shaft, yields spin axis vary and then required torque is generated. In this research a dc motor is utilized to turning the disk and a stepper motor for gimbal turning, Also Control laws are utilized to control gimbal speed and disk speed. Owing to further hardware in the loop test, an Arduino board is utilized as a bridge between PC and CMG. SGCMG hardware in the loop test is implemented by means of this board and real time performance of actuator is assisted with a software model of an attitude control system of a typical satellite.
Keywords: attitude control, satellite actuators, Control Moment Gyro, angular momentum