21168

۲۱۱۶۸

بهبو عملكرد ماموريت تصويربرداري با استفاده از طراحي و كنترل يك سيستم آرايش پروازي به روش سختار مجازي

كارشناسي ارشد

مهندسي ماهواره

۱۳۹۵-۱۳۹۸

۱۳۹۸/۳/۱

دكتر حسين بلندي

فناوري هاي نوين

آرايش ماهواره‌اي شامل توزيع مجموعه‌اي از ماهواره‌ها است كه به طور خودكار با يكديگر براي رسيدن به آرايش مطلوب در تعامل و همكاري هستند. از نظر بهينه‌سازي در هزينه استفاده از چندين ماهواره كوچك براي اهدافي نظير نمونه‌برداري از اتمسفر، طراحي و ساخت پوشش مخابراتي وسيع توسط چند بيم، طراحي ساختارهاي مختلف تصويربرداري نسبت به استفاده از يك ماهواره‌ي بزرگ مقرون به صرفه است. در اين پايان‌نامه، ماهواره‌ها در آرايشي دنباله‌اي به روش ساختار مجازي و كنترل وضعيت غيرمتمركز به منظور عكس‌برداري سه بعدي طراحي و مدل شده‌اند. بدين منظور ديناميك ساختار مجازي و هم‌چنين ديناميك وضعيت ماهواره‌ها با در نظر گرفتن اغتشاشات خارجي و داخلي ارائه شده است. در اين راستا، به منظور كاهش اثر اغتشاشات، رويتگر غيرخطي طراحي و به صورت پيشخورد با قوانين كنترلي تركيب شده است‏.‏ قوانين كنترلي شامل دو بخش قانون كنترل مجازي به منظور كنترل ساختار مجازي و هم‌چنين قانون كنترل وضعيت هر ماهواره در آرايش مي‌باشد‏.‏ قوانين كنترلي تركيبي و رويتگر اغتشاش طراحي شده، با استفاده از روش لياپانوف اثبات پايداري شده اند‏.‏ به منظور كنترل ساختار مجازي از قانون كنترلي PD و به منظور كنترل هر ماهواره در آرايش از قانون كنترلي مد لغزشي استفاده شده است‏.‏ هم‌چنين قوانين كنترل طراحي شده، توسط عملگر چرخ عكس‌العملي پياده‌سازي شده است. واژه‌هاي كليدي: آرايش پروازي ماهواره‌ها، كنترل وضعيت، ساختار مجازي، كنترل توزيع شده، رويتگر اغتشاش غيرخطي، كنترل كننده مد لغزشي

1398/07/21

Improve imaging performance by designing and controlling a formation flying system in a virtual structure architecture

10/13/2019 12:00:00 AM

The satellite formation includes the distribution of a set of satellites that interact automatically with each other to achieve the desired configuration. In terms of cost-optimization, the use of several small satellites for purposes such as atmospheric sampling, design and manufacture of extensive telecommunication coverage by multiple beams, designing different imaging structures, is more cost-effective than using a large satellite. In this thesis, the satellites are modeled in a virtual structure architecture, and the distributed attitude control is designed for 3D imaging. For this purpose, the dynamics of the virtual structure, as well as the dynamics of the attitude of the satellites, are presented taking into account external and internal disturbances. In this regard, in order to reduce the effect of disturbances, a nonlinear observer is designed and combined in the form of feedback with the control rules. The control rules include two parts of the virtual control, in order to control the virtual structure, as well as the control rule of the attitude of each satellite in the formation. Combined control rules and disturbance observer, which are designed, have proved to be stable using the Lyapunov method. In order to control the virtual structure, PD control law has been used, and the sliding mode controller has been utilized to control each satellite in the formation. Designed control rules are also implemented by the reaction wheel actuator. Keywords: Satellite Formation Flying, Attitude Control, Virtual Structure, Distributed Control, Nonlinear disturbance Observation, Sliding Mode Controller