آناليز استاتيكي مدولاتور پهنا و فركانس پالس مبتني بر حل تحليلي و عددي

Static Analysis of Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator Based on Analytical and Numerical Solutions

در اين تحقيق، محدودة مجاز پارامترهاي مدولاتور پهنا و فركانس پالس در آناليز استاتيكي به‌صورت تحليلي استخراج شده است. بدين منظور، مطالعة پارامتري جامعي بر مبناي دو معيار عملكرد مصرف سوخت و تعداد دفعات روشن شدن عملگر تراستر صورت پذيرفته ومحدودة مجاز پارامترهاي بي‌بعد با روابط رياضي و به‌صورت نمودارهاي بي‌بعد ارائه شده است. همچنين، روابط تحليلي دقيق محاسبة دو معيار عملكرد مصرف سوخت و تعداد دفعات روشن شدن عملگر تراستر براي يك كلاس از مدولاتورها با فرض ورودي ثابت بدست آمده است. مزيت تحليل حاضر، علاوه‌بر بي‌بعد بودن پارامترها، استخراج محدودة پارامترها بر حسب يكديگر است. اين كار، محدودة پارامترها را به‌صورت دقيق‌تر از روش تعيين محدودة هر پارامتر با نامساوي نتيجه مي­دهد. همچنين، در صورت مشخص بودن مقدار حداقل عرض پالس (با فركانس كاري مدولاتور و ثابت زماني ديناميك تراستر)، انتخاب محدودة پارامترها محدودتر خواهد شد كه در اين خصوص نمودارها و روابط مفيدي برمبناي حداكثر ممكن تعداد دفعات روشن شدن تراستر ارائه شده است.

In this study, the preferred regions of Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator (PWPFM) are obtained analytically for the static analysis. For this purpose, a comprehensive parametric study is carried out based on the two performance indices of fuel consumption and the number of thruster firings. The preferred regions are presented by normalized relations and curves. Moreover, the exact analytical solutions of the two performance indices are obtained for a class of modulators with the assumption of constant inputs. The advantages of the present study are non dimensional analysis and obtaining the preferred regions in terms of each others, resulting in more accurate regions as opposed to inequality relations using constant values for a specified input signal. In addition, in the case of specified minimum pulse width (having the update frequency and thruster time constant), determining the preferred regions becomes more limited. In this regard, useful relations and curves based on the maximum possible value for the number of the thruster firings are derived and presented.