طراحي كنترلر تطبيقي L1 يك سامانه فضايي با احتساب اثر انعطاف پذيري

L1 adaptive controller design of a space system considering structural flexibility

يكي از مهمترين چالش‌هاي موجود در طراحي كنترلر وسايل پرنده تغيير شديد پارامترها به دليل شرايط مختلف پروازي، تغيير در ضرايب آيروديناميكي و خواص جرمي در هنگام پرواز مي‌باشد. مشكل كنترل اين وسايل بعلت طول بلند و بدنه نازك افزايش يافته و نيروهاي اغتشاشي و نيروهاي توليد شده توسط حركت سطوح كنترلي باعث بروز خواص آيروالاستيك در اين وسايل ميگردد. اثر رفتار الاستيك بصورت ارتعاشات و ايجاد خطا در سنسورهاي اندازه‌گيري وسيله پرنده ظاهر مي‌شود و به دليل اثرات متقابل هر يك از اجزا بر يكديگر، آثار نامطلوبي بر سيستم كنترلي خواهد گذاشت. در اين مقاله، با اعمال شرايط پروازي مختلف، عملكرد كنترل تطبيقي L1 بر روي يك ماهواره بر انعطاف پذير مورد بررسي قرار گرفته است. نتايج نشان ميدهد كنترلر تطبيقي L1 با تضمين پايداري و مقاوم بودن سيستم اثرات نامطلوب مودهاي ارتعاش خمشي را در مدت زمان قابل قبول كنترل خواهد نمود و با وجود عدم قطعيت‌هاي ديناميكي از قبيل شكست‌هاي ‌سازه‌اي ناخواسته، اغتشاشات و نامعيني‌هاي متغير با زمان و تأخير زماني در عملگرها، عملكرد بسيار مطلوبي خواهد داشت.

One of the main challenges in the design of the flexible flying vehicle controller is large parametric variation in flight. Problems to control the vehicles arise due to long and slender body and disturbance forces and forces generated by moving control surfaces causing the properties aeroelastic in these vehicles. The effect of flying vehicle's elastic behavior appears as vibration and error creation in measurement sensors and due to the interaction of each components on the other, it will have undesired effects on control system. In this paper, taking into account the different conditions of flight, L1 adaptive control performance has been studied. The results show that L1 adaptive controller with guaranteed stability and robustness can satisfactory be controlled undesirable effects of low-frequency modes of structural in a short time and in the presence of dynamic uncertainties, such as unexpected structural failures, time-varying disturbances and uncertainties and time delay in actuators the designed controller have very desirable performance.