مدلسازی و طراحی کنترل کننده هوشمند ماهواره توسط عملگرهای مغناطیسی با استفاده از باندگراف

پایان نامه
چکیده

کنترل زاویه ای ماهواره همواره یک بحث مطرح در تکنولوژی فضایی بوده و می باشد. چرا که نیاز می باشد که ماهواره وقتی که در مدار قرار می گیرد به سمت هدف مشخصی جهت گیری کند و این کار باید در شرایطی انجام گیرد که دسترسی به ماهواره وجود ندارد. این هدف با استفاده از تکنولوژیهای مختلف انجام می گیرد که یکی از آنها استفاده از گشتاوردهنده های مغناطیسی می باشد. گشتاور دهنده های مغناطیسی از گشتاور مکانیکی که از بر هم کنش جریان سیم پیچها در ماهواره با میدان مغناطیسی زمین حاصل می شود استفاده می کنند. کنترل مغناطیسی برای از بین بردن نوسانات مزاحم ماهواره نیز مورد استفاده قرار می گیرد. ماهواره ای که در مدار قرار می گیرد در معرض انواع گشتاورهای مزاحم قرار می گیرد که باعث می شود جهت گیری آن بر هم بخورد. این روش دارای معایب و محاسن خاص خود می باشد. در عین مصرف توان کم مشکل این روش این است که گشتاور مغناطیسی تنها به صورت عمود بر میدان مغناطیسی و محور سیم پیچ ماهواره تولید می شود. در این پروژه ما یک ماهواره با مدار استوایی در ارتفاع حدود 600 کیلومتری را که دارای عملگرهای مغناطیسی می باشد را در نظر می گیریم و سعی می کنیم آن را با استفاده از باند گراف مدلسازی کنیم و معادلات سیستم حاکم بر آن را بیابیم و سپس منطق کنترلی لازم برای کنترل آن را ایجاد کنیم. باند گرافها ابزاری مفید برای مدلسازی سیستم های دینامیکی می باشد که می توان از آن برای سیستمهای غیرخطی استفاده کرد. ما ابتدا نگاهی گذرا به چگونگی مدلسازی مانورهای زاویه ای جسم سه بعدی در فضا و همچنین سیستمهای مغناطیسی با باند گراف می اندازیم و سپس ماهواره با عملگرهای مغناطیسی را مدلسازی می کنیم و معادلات حالت حاکم بر آن را استخراج می نماییم. در ادامه کار ما برای کنترل ماهواره با استفاده از روش بهینه سازی ازدحام ذرات (pso)، ورودی گشتاور دهنده را چنان که مقتضیات مساله را ارضاء کند، تنظیم می کنیم. مشاهده می شود که در این کار یک ماهواره کوچک در زمان کوتاهی به زاوی? موردنظر می رسد و در آن تثبیت می گردد. البته شایان ذکر است که برای تثبیت سه محوری کامل ماهواره ما در باز? زمانی کوتاهی ناگزیر از یک چرخ عکس العملی نیز استفاده می کنیم. مشاهده می شود که در این کار نسبت به سایر کارهایی که با عملگرهای مغناطیسی به کنترل ماهواره می پردازند، در زمان بسیار کوتاهتری به هدف موردنظر می رسد.

منابع مشابه

کنترل سه محوره وضعیت یک میکرو ماهواره با عملگرهای مغناطیسی به روش مقاوم(سنتز µ)

In this paper a robust controller using µ-synthesis method has been designed for attitude control system of a micro-satellite in LEO orbit. Then the controller has been evaluated with accurate linear and nonlinear simulations. After necessary evaluation three-axis stabilization method with only magnetic torques and auxiliary gravity gradient boom was been selected. Nonlinear kinematics and dyna...

متن کامل

مدلسازی دینامیکی یک ربات بالزن با استفاده از روش باندگراف

هدف از این تحقیق ارائه یک مدل دینامیکی کارآمد برای شبیه‌سازی عملکرد یک ربات بالزن با استفاده از روش باندگراف[1] می‌باشد. در این راستا یک سامانه بالزن با کلیه اجزا تشکیل دهنده آن شامل بدنه اصلی و متعلقات، مکانیزم بال زدن، بال‌های انعطاف پذیر و سیستم پیشران شامل باطری، موتورهای جریان مستقیم و گیربکس ها در نظر گرفته می شود. در مقاله حاضر، مدل دینامیکی کامل سامانه مورد مطالعه با تعیین نقطه اتصال من...

متن کامل

ارتقای قابلیت اطمینان زیرسیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از سیستم کشف خرابی هوشمند

هدف این مقاله افزایش قابلیت اطمینان و سلامت در زیر سیستم تعیین و کنترل وضعیت ماهواره با استفاده از سیستم کشف خرابی می باشد. کشف سریع و به موقع خرابی امکان جلوگیری از انتشار و ترمیم آثار آن را امکان‌پذیر می‌سازد و سبب می‌شود تا احتمال از کار افتادگی کامل سیستم کاهش یافته و میزان قابلیت اطمینان آن افزایش یابد. روش پیشنهادی این مقاله عمل کشف خرابی به‌وسیله روش مبتنی بر داده شبکه عصبی صورت می پذیرد...

متن کامل

پایدارسازی چرخش ماهواره به کمک عملگرهای مغناطیسی و پیاده‌سازی آزمایشگاهی آن توسط شبیه‌ساز مبتنی بر یاتاقان هوایی

در این مقاله، کنترل چرخش ماهواره توسط عملگرهای مغناطیسی با استفاده از قوانین کنترل «نرخ و محور چرخش» و «کاهش نرخ نوسانات» مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفته است. ارزیابی این قوانین کنترلی توسط «شبیه‌ساز سه‌درجه آزادی کنترل وضعیت ماهواره مبتنی بر یاتاقان هوایی»  انجام شده است. به علت محدودیت‌های ذاتی شبیه‌ساز، نتایج تست آزمایشگاهی تنها در راستای یک محور قابل رؤیت است. بنابراین برای ارزیابی دقیق سه...

متن کامل

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023