توسعه کنترل وضعیت ماژول زیرمداری با عملگرهای پیشرانش گاز سرد و استفاده از پسخور کواترنین

در این تحقیق توسعه روش کنترل وضعیت برای ماژول زیرمداری، با استفاده از پیشرانه های گاز سرد و کاربرد روش ماتریس خطایِ کواترنین برای مأموریت کوتاه مدتِ ماژول فضایی انجام گرفته است. فرمان های کنترل وضعیت از سیستم هدایت صادر شده و به کنترلر مبتنی بر کواترنین داده می شود تا میزان گشتاور لازم هر محور محاسبه شود. سیستم تحت کنترل دارای معادلات دینامیکِ حرکتِ وابسته و غیر خطی بوده و در ترکیب با پیشرانه های گاز سرد با عملکرد غیرخطی و ناپیوسته، دینامیک پیچیده ای حاصل می شود. قانونِ کنترلِ غیر خطی بر اساس تعریف ماتریس خطایِ کواترنین به همراه کاربرد مدولاتورِ سیگنالِ فرمان که زمان خاموش و روشن بودن پیشرانه ها را مدوله می کند، برای فرمان به پیشرانه ها طراحی شده است. از ویژگی های این طراحی اجتناب از تکینگی موجود در طراحی های مبتنی بر زوایای اویلر و عملکرد مطلوب برای زوایایِ فرمانِ بزرگ و با نرخ چرخش بالاست. در شبیه سازی، اثرات اغتشاشات خارجی و نامعینیِ مدلِ سیستم بررسی شده است که نشان از عملکرد مطلوب کنترل طراحی شده برای کاربرد در ماژول فضایی مورد نظر در مأموریت خواسته شده است.