26165

كنترل وضعيت ماهواره با كنترل پيش‌بين مقاوم مبتني‌بر تيوب با محاسبات كاهش‌يافته

كارشناسي ارشد

مهندسي برق- كنترل

1398

1400/11/11

دكتر سعيد شمقدري

دكتر طالب عبدالهي

برق

در اين پايان‌نامه يك كنترل پيش‌بين اقتصادي مبتني‌بر تيوب براي كنترل وضعيت ماهواره‌اي با كنترل‌كننده‌ي چرخ‌هاي عكس‌العملي در حضور اغتشاش خارجي نامعين و محدود طراحي شده است. ماهواره سيستمي با ديناميك پيچيده است كه در فضا اغتشاشات خارجي زيادي به آن وارد مي‌شود. هدف مقاوم‌سازي و تضمين پايداري ماهواره در حضور اين اغتشاشات است. در مهندسي كاهش حجم محاسبات و ساده‌سازي روش طراحي همواره مد نظر است و از آن‌جا كه حجم محاسبات طراحي كنترل پيش‌بين مبتني‌بر تيوب براي سيستم‌هاي با ديناميك پيچيده‌ مانند ماهواره، به‌دليل جمع‌هاي متعدد مينكوفسكي در تخمين تيوب، بسيار زياد است لذا تخمين تيوب با نرم‌افزارهاي شبيه‌ساز مانند متلب امكان‌پذير نيست؛ لذا در اين پژوهش از يك روش براي توقف افزايش حجم محاسبات در طراحي كنترل پيش‌بين‌ اقتصادي مبتني‌بر تيوب استفاده شده است. اين كاهش محاسبات با در نظر گرفتن يك مجموعه‌ي محيطي در هر مرحله از به‌دست آوردن تخمين تيوب بر روي فضاي مينكوفسكي قبلي مي‌باشد. پس از تخمين تيوب با محاسبات كاهش‌يافته با استفاده از تابع هزينه‌ي اقتصادي علاوه بر مينيمم كردن تلاش كنترلي عملكرد ماهواره را نيز اقتصادي مي‌نماييم. در پايان با انجام شبيه‌سازي‌هاي مربوط به طراحي كنترل پيش‌بين اقتصادي مبتني‌بر تيوب با محاسبات كاهش‌يافته بر روي يك سيستم ماهواره نشان داده مي‌شود كه ماهواره در حضور اغتشاش نامعين و محدود، مقاوم‌ شده ‌است.

1400/12/13

Attitude control of satellite using efficient robust MPC based on tube

1/31/2023 12:00:00 AM

In this project, a tube-based economic model predictive control is designed to control attitude of the satellite by the reaction wheels in the presence of unknown but bounded disturbance. Satellite is a system with complex dynamics that receives a lot of external disturbances in space. The controller is robust to disturbances besides guaranteeing performance and stability. The volume of tube-based model predictive control calculations for systems with complex dynamics such as satellites is large due to Minkowski consecutive sums. In these systems, Tube estimation is not possible with simulation software such as MATLAB. Therefore, in this research, a method is used to stop the increase in the volume of calculations for tube-based economic predictive controller. Reducing the calculations by considering an environmental set for the previous Minkowski space, and we do this to the end. After estimating the tube with reduced calculations, by using the economic cost function, in addition to minimizing the control effort, it has economized the performance of the satellite. Simulations have shown that the satellite is robust to the presence of unknown but bounded disturbance and its stability is guaranteed.

كنترل پيش‌بين اقتصادي مبتني‌بر تيوب , اغتشاش خارجي نامعين و محدود , كنترل وضعيت ماهواره با چرخ‌هاي عكس‌العملي , كاهش محاسبات تخمين كوچكترين مجموعه‌ي نامتغير مثبت مقاوم

tube based economic model predictive control , unknown but bounded disturbance , satellite status control with reaction wheels , Tube estimation with reduced calculations

Aref Aghamolaie

Saeed Shamaghdari