کنترل موقعیت ماهواره در مدار زمین ثابت با استفاده از کنترل مد لغزشی

ماهواره های مدار زمین ثابت تحت انواع تأثیرات، به ویژه بادهای خورشیدی، توزیع نامنظم جاذبه های ماه و زمین به تدریج از موقعیت صحیح مداری خود منحرف می شوند. بنابراین موقعیت مداری آن باید زمان به زمان برای اطمینان از ارتباطات مناسب و برای جلوگیری از تداخل با سیگنال های ماهواره های دیگر، همچنین اشاره دقیق پانل های خورشیدی به سمت خورشید و مانورهای مداری لازم، اصلاح شود. این کار باید با در نظر گرفتن سوخت محدود و نیاز به موقعیت دقیق ماهواره در مدار پرازدحام زمین ثابت انجام شود. مطرح کردن این پایان نامه برای پیشنهاد یک بردار ویژه مقاوم و بهینه به دست آمده از روش کنترل مد لغزشی برای موقعیت مداری موثر ماهواره ها می باشد. دانشمندان اتحاد جماهیر شوروی مانند امیلیانوف، از پنج دهه پیش روی نظریه کنترل مد لغزشی کار کردند. در سال های اخیر، با توجه به ظهور روش های جدید طراحی، همراه با پیشرفت در الکترونیک دیجیتال که تا حد زیادی اجرای عملی سیستم های کنترل مد لغزشی را آسان کرده، این روش کنترل توجه قابل ملاحظه ای در سراسر جهان را به خود جلب کرده است. برای شروع کار یک مدل ریاضی از یک ماهواره زمین ثابت را با استفاده از روش لاگرانژ به دست می آوریم، مدل سیستم در فرم فضای حالت بیان و سپس خطی می شود، بعد از آن یک قانون کنترلی فیدبک متغیر حالت به مدل سیستم خطی برای تولید سه زیر سیستم مرتبه دوم جداگانه اعمال می شود. یک تنظیم کننده مربعی خطی بهینه برای هر یک از زیر سیستم ها طراحی می شود و قطبهای سیستم حلقه بسته مطلوب همراه با بردارهای ویژه حلقه بسته بهینه تعیین می شوند. بردار ویژه با شیب منفی متناسب با کمترین مقدار ویژه از ماتریس سیستم حلقه بسته را به عنوان خط لغزشی در طرح کنترل فیدبک حالت مد لغزشی برای هر یک از زیر سیستم های طراحی شده، انتخاب می کنیم. نتیجه به دست آمده، طرح کنترلی مقاوم و بدون پدیده لرزش ناشی از سوئیچینگ کنترل ناقص مرتبط با فیدبک حالت کنترل مد لغزشی پیشنهادی می باشد. در شبیه سازی پایان نامه که با برنامه متلب انجام می شود، کنترل کننده طراحی شده برای دینامیک های خطی و غیرخطی ماهواره مورد استفاده قرار می گیرد. نتایج شبیه سازی اثربخشی سیستم کنترل طراحی شده را نشان می دهد.