مدل سازی کامل اغتشاشات چرخ عکس العملی و پیاده سازی روی یک نمونه آزمایشگاهی

میزان کارایی ماهواره های تصویر برداری جهت انجام مأموریت بستگی زیادی به میزان ثبات ماهواره در وضعیت موردنظر دارد. ارتعاشات بسیار کوچک می تواند تأثیر منفی در کیفیت تصاویر داشته باشد. این ارتعاشات ممکن است به وسیله سیستم های مکانیکی و حسگرهایی که در ماهواره نصب شده اند ایجاد شود. اما مهم ترین عامل تولید، چرخ های عکس العملی هستند. بنابراین مدل سازی دقیق اغتشاشات چرخ های عکس العملی برای پیش بینی تأثیر آنها بر روی سازه ماهواره و در نتیجه کارایی ماهواره و نیز ایجاد روش هایی برای کنترل ارتعاشات ناخواسته امری ضروری است. در مقاله حاضر دو نوع مدل برای پیش بینی اغتشاشات چرخ عکس العملی ارائه می شود. اولین مدل، یک مدل تجربی است که بر اساس داده های حاصل از تست گیردار چرخ عکس العملی آزمایشگاهی طراحی و ساخته شده توسط نگارنده و همکاران استوار است. داده های تست متشکل از نیروها و گشتاورهای اغتشاشی هستند که با استفاده از یک حسگر نیروی شش محوره در سرعت های چرخشی یکنواخت مختلف اندازه گیری شده اند. در این مدل فرض بر آن است که اغتشاشات شامل هارمونی های مجزا از سرعت دورانی چرخ عکس العملی است که در آن دامنه هر هارمونی با مربع سرعت دوران چرخ متناسب است. این مدل قادر به پیش بینی اثر مودهای سازه ای چرخ عکس العملی نیست. برای این منظور یک مدل غیرخطی که براساس روش انرژی برای پیش بینی نیروها و گشتاورهای اغتشاشی (شش درجه آزادی) در هارمونی های اصلی چرخ عکس العملی ایجاد شده است، ارائه می گردد. سپس جهت لحاظ نمودن هارمونی های دیگر، مدل تحلیلی مذکور با مدل اول ترکیب شده و مدل بسط یافته ایجاد می شود. در نهایت به منظور بررسی و اعتبارسنجی مدل ها، مقایسه ای بین نتایج حاصل از دو مدل و داده های تست انجام می شود