طراحی کنترل کننده تحمل پذیرخطا برای ماهواره با در نظر گرفتن آسیب عملگر

در این رساله به طراحی کنترل کننده تحمل پذیر خطابرای ماهواره پرداخته شده است که کمترین وابستگی را به دقت اطلاعات در دسترس از آسیب داشته و در عین حال، دارای عملکرد مناسبی باشد. به همین منظور، استفاده از روش-های کنترل تحمل پذیر خطا به روش غیرفعال در دستور کار قرار گرفته و به منظور بهبود عملکرد این دسته از کنترل کننده ها بخصوص در حالت گذرا، پیشنهادهایی ارائه گردیده است. آسیب مورد مطالعه در این رساله، آسیب ضرب شونده در عملگر انتخاب شده است. در ابتدا با استفاده از روش کنترل ساختار متغیر، کنترل کننده ردیاب تحمل پذیر خطا جهت مواجهه با آسیب ضرب شونده در عملگر طراحی شده است. پایداری نمایی این روش، به کمک روش مستقیم لیاپونوف و توسط یک پارامتر تطبیقی تضمین شده است بدلیل عملکرد نامطلوب روش فوق در زمان صفر شدن پارامتر تطبیق، کنترل کننده دیگری با استفاده از روش کنترل ساختار متغیر پیشنهاد گردیده است. در روش دوم، پایداری سیستم حلقه بسته از دیدگاه کرانداری غایی یکنواخت اثبات شده است. در روش سوم و به منظور بهبود کیفیت پاسخ گذرا، با تغییراتی در روش دوم و با افزودن یک پارامتر، کنترل کننده دیگری معرفی گردیده و پایداری سیستم حلقه بسته مجددا از دیدگاه کرانداری یکنواخت اثبات شده است. طراحی کنترل-کننده ای که علاوه بر جبران اثرات منفی آسیب، به کنترل حالت گذرا نیز توجه داشته باشد جزء نوآوری های این رساله بوده است. در روش چهارم، با تغییراتی در روش سوم، پارامتر کنترل کننده حالت گذرا محدود به بازه [1و0] شده تا از اثرات جانبی منفی این پارامتر، جلوگیری شود. در طراحی کنترل کننده های فوق، محدودیت دامنه ورودی، مستقیما در کنترل کننده درنظر گرفته شده است که این ویژگی مشکلات موجود در استفاده از عملگر اشباع را در سایر روش ها، به خوبی مرتفع می سازد. روش آخر این رساله به روش کنترلی می پردازد که برخلاف سایر روش های تطبیقی، از اصل اطمینان از هم ارزی استفاده نمی کند. به همین دلیل امکان تغییر در روند تطبیق پارامتر در اختیار طراح قرار گرفته است. کنترل کننده پیشنهادی دارای این مزیت بوده که بدون اطلاع دقیق از آسیب موجود در سیستم و ماتریس ممان اینرسی، همزمان هم به کنترل حالت گذرا و هم مقابله با اثرات منفی آسیب می پردازد. آنچه باعث تمایز روش های پیشنهادی این رساله از روش های موجود گردیده است، عدم نیاز روش های پیشنهادی به اطلاع دقیق از شدت آسیب و امکان ردیابی مسیر در حضور اغتشاش خارجی است. نتایج شبیه سازی نشان از عملکرد مطلوب روش های پیشنهادی در ردیابی مسیری با تغییرات سریع با وجود اغتشاش خارجی، محدودیت دامنه ورودی و آسیب ضرب شونده موجود در عملگر دارد.