27542

طراحي كنترل كننده مقاوم تطبيقي زمان ثابت با مشاهده گر براي سيستم كنترل وضعيت ماهواره هاي انعطاف پذير

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا

1398

1401/07/27

حسين بلندي

فناوري هاي نوين

در اين رساله به مسئله پايدار سازي وضعيت با رويكرد زمان ثابت براي يك ماهواره انعطاف پذير عملياتي كه تحت تاثير اغتشاشات محدود ناشناخته، نامعيني در ممان اينرسي و ارتعاشات مود هاي انعطاف پذير قرار دارد، پرداخته شده است. در اين راستا، به منظور تخمين متغيرهاي مودال ماهواره كه غالبا قابل سنجش نيستند، يك مشاهده گر زمان ثابت طراحي شده و همگرايي آن تضمين گشته است. با در اختيار داشتن متغيرهاي مودال، به طراحي يك كنترل كننده مود لغزشي غيرتكين زمان ثابت به نحوي پرداخته شده كه قادر است صرف نظر از وضعيت اوليه ماهواره، در زماني ثابت به وضعيت دلخواه دست يابد. به منظور افزايش مقاومت سيستم كنترلي پيشنهادي در برابر اغتشاشات و نامعيني هاي ذاتي ماهواره انعطاف پذير، در ادامه كنترل كننده پيشنهادي با رويكرد تطبيقي توسعه داده شده و امكان تخمين باند اغتشاشات و نامعيني ممان اينرسي براي كنترل كننده فراهم گرديده است. پايداري سيستم حلقه بسته با استفاده از تئوري لياپانوف مورد بحث قرار گرفته و تضمين شده است كه در زماني ثابت، خطاي وضعيت در باندي محدود و مشخص قرار خواهد گرفت. سيستم كنترلي متشكل از مشاهده گر و كنترل كننده پيشنهادي در اين رساله، صرف نظر از خطاي تخمين اوليه و شرايط اوليه حالات سيستم، دستيابي به هدف كنترلي مطلوب را با رويكرد زمان ثابت تضمين مي نمايد. در نهايت، عملكرد رضايت بخش سيستم كنترلي پيشنهادي با مطالعه ي شبيه سازي مورد اعتبار سنجي قرار گرفته است.

1401/09/09

Design of a Fixed-Time Adaptive Robust Controller with Observer for Attitude Control System of Flexible Satellites

10/19/2023 12:00:00 AM

In this thesis, the stabilization problem with a fixed-time approach for a flexible spacecraft that is affected by unknown bounded disturbances, uncertainty in the moment of inertia, and vibrations of flexible modes is investigated. To estimate modal variables of spacecraft, which are usually not measurable, a fixed-time observer is designed, and its convergence is guaranteed. By estimating modal variables, a non-singular fixed-time sliding mode controller is designed to achieve the desired attitude at a fixed time, despite the initial attitude of the spacecraft. To increase the robustness of the proposed control system against the external disturbances and inherent uncertainties of the flexible spacecraft, the proposed controller is developed with an adaptive law. The stability of the closed-loop system is ensured by Lyapunov theory, and it is guaranteed that the estimation error of the modal variables and the spacecraft attitude error are converged to a pre-specified band after a fixed time. The proposed control system consisting of the fixed-time observer and fixed-time controller ensures that the desired objective is achieved, after a pre-specified duration, despite the initial estimation error and the initial conditions of the system states. Eventually, the simulation confirmed the satisfactory performance of the proposed control system.

ماهواره انعطاف پذير , مشاهده گر زمان ثابت , كنترل زمان ثابت , كنترل كننده مود لغزشي غير تكين , پايداري سازي وضعيت

Flexible Spacecraft , Fixed-Time Observer , Fixed-Time Control , Non-Singular Sliding Mode Control , Attitude Stabilization

Erfan Rezaei

Hossein Bolandi