شماره ركورد
34769
پديد آورنده
مهدي گلي
عنوان
طراحي مشاهدهگر غيرخطي جهت تشخيص عيب عملگرها در آرايش پروازي چند ماهواره
مقطع تحصيلي
دكترا
رشته تحصيلي
برق كنترل
سال تحصيل
1394
تاريخ دفاع
1404/07/19
استاد راهنما
دكتر حسين بلندي و دكتر سعيد عباداللهي
استاد مشاور
ندارم
دانشكده
برق
چكيده
با توجه به مزاياي استفاده از چند ماهواره در مأموريتهاي فضايي، كنترل آرايش پروازي و تشخيص عيب در عملگرها از اهميت بالايي برخوردار است. اين رساله به طراحي يك مشاهدهگر غيرخطي جهت تخمين عيب عملگر در آرايش پروازي ماهوارهها با مدل پيشرو-دنبالهرو ميپردازد. معادلات ديناميك و سينماتيك حاكم بر حركت نسبي ماهوارهها، بسته به فرضيات مسئله، از مدلهاي خطي تا غيرخطي تحت تأثير اغتشاشات متغير هستند. در اين پژوهش، معادلات غيرخطي همراه با اغتشاش مورد بررسي قرار گرفته است.
براي تخمين عيب، از روشهاي مبتني بر مدل استفاده شده و با توجه به غيرخطي بودن سيستم و وجود اغتشاش، يك تخمينگر مياني بهبوديافته طراحي شده است. مزيت اين تخمينگر، عدم نياز به شرط تطبيق، عدم نياز به كراندار بودن عيب و حذف نياز به مشخص بودن باند مشتق عيب است. جهت افزايش دقت و سرعت تخمين، دو ساختار PI و PID براي تخمينگر مياني بهبوديافته پيشنهاد شده كه با تنظيم پارامترهاي طراحي (ضريب تناسبي، انتگرالگير و مشتقگير)، عملكرد سيستم در حالتهاي گذرا و ماندگار بهبود مييابد. تحليل پايداري با قضيه لياپانوف و روش LMI نشان ميدهد كه خطاي تخمين يكنواخت و نهايتاً محدود است. شبيهسازيها نيز برتري روش پيشنهادي نسبت به تخمينگر مياني نامي را تأييد ميكنند.
از آنجا كه معادلات حركت نسبي، زيرمجموعهاي از سيستمهاي غيرخطي ليپشيتز هستند، روش ارائه شده ميتواند به عنوان يك راهحل تحليلي جهت تخمين عيب در كلاس گستردهتري از سيستمهاي غيرخطي به كار رود. در اين راستا، در نظر گرفتن شرايط خاص حاكم بر آرايش پروازي ماهوارهها و محدوديتهاي مشاهدهگرهاي غيرخطي ضروري است.
تاريخ ورود اطلاعات
1405/02/01
عنوان به انگليسي
Design of a Nonlinear Observer for Fault Detection of Actuators in formation flying in satellite
تاريخ بهره برداري
10/11/2025 12:00:00 AM
دانشجوي وارد كننده اطلاعات
مهدي گلي
چكيده به لاتين
Given the advantages of utilizing multiple satellites in space missions, controlling formation flying and detecting actuator faults are of paramount importance. This dissertation focuses on the design of a nonlinear observer for actuator fault estimation in satellite formation flying using a predictor-corrector model. Depending on the problem assumptions, the dynamic and kinematic equations governing the relative motion of satellites range from linear to nonlinear models subject to time-varying disturbances. In this research, nonlinear equations accompanied by disturbances are investigated.
Model-based methods are employed for fault estimation, and considering the nonlinearity of the system and the presence of disturbances, an improved intermediate estimator has been designed. The advantages of this estimator include the absence of a matching condition requirement, the lack of necessity for fault boundedness, and the elimination of the need for a predefined fault derivative bound. To enhance estimation accuracy and convergence speed, two structures, PI and PID, are proposed for the improved intermediate estimator; by tuning the design parameters (proportional, integral, and derivative gains), the systemʹs performance in both transient and steady-state regimes is improved. Stability analysis using Lyapunov theory and the LMI (Linear Matrix Inequality) method demonstrates that the estimation error is uniformly ultimately bounded (UUB). Simulations further confirm the superiority of the proposed method over the nominal intermediate estimator.
Since the relative motion equations are a subset of Lipschitz nonlinear systems, the proposed method can serve as an analytical solution for fault estimation in a broader class of nonlinear systems. In this regard, it is essential to consider the specific conditions governing satellite formation flying and the constraints of nonlinear observers."
كليدواژه هاي فارسي
معادلات حركت نسبي , آرايش پروازي چند ماهواره , تخمين عيب , تخمينگر مياني , سيستمهاي غيرخطي ليپشيتز
كليدواژه هاي لاتين
Relative motion equations , Fault estimation , Intermediate estimator , Lipschitz nonlinear systems , formation flying
Author
Mahdi Goli
SuperVisor
Hosein Bolandi - Saeed Ebadollahi