عنوان مقاله :
كنترل وضعيت فضاپيما با روش كنترل غيرخطي لياپانوف با احتساب مد تلاطم چندگانه
عنوان به زبان ديگر :
Attitude Control of a Spacecraft Using Nonlinear Lyapunov-based Controller with Multiple Sloshing Modes
پديد آورندگان :
نوابي، محمد دانشگاه شهيد بهشتي - دانشكده مهندسي فناوري‌هاي نوين، تهران، ايران , ابراهيمي، احمد دانشگاه شهيد بهشتي - دانشكده مهندسي فناوري‌هاي نوين، تهران، ايران
كليدواژه :
تلاطم سوخت , مدل دوتوپ پالسي متحرك , طراحي كنترلگر , مانور مداري , وضعيت فضاپيما , كنترل غيرخطي
چكيده فارسي :
پديده تلاطم سيال در مخزن فضاپيما باعث ناپايداري و خارج شدن وضعيت آن از حالت مطلوب مي‌گردد. اين مسئله به ويژه در حين انجام مانور مداري از اهميت بالايي برخوردار است. به طوري كه عدم توجه به آن منجر به شكست مأموريت فضايي خواهد شد. در اين مقاله براي اولين بار از مدل دو توپ پالسي متحرك براي مدل‌سازي تلاطم سوخت در مخزن نيمه‌پر فضاپيما استفاده شده است و همچنين براي اولين بار، براي كنترل همزمان وضعيت فضاپيما و تلاطم سوخت از طراحي سه كنترلگر كلاسيك، كنترلگر تنظيم‌كننده بهينه و كنترلگر غيرخطي بر پايه لياپانوف استفاده شده است. تلاطم سوخت با استفاده از مدل دوتوپ پالسي مدل‌سازي و معادلات ديناميكي كل سيستم با استفاده از معادلات انرژي لاگرانژ استخراج شده است. مانور فضاپيما و حركت توپ‌هاي پالسي در صفحه در نظر گرفته شده و در نتيجه سيستم كوپل شده فضاپيما و دو توپ پالسي داراي پنج درجه آزادي خواهد بود. نتايج شبيه‌سازي‌ها نشان مي‌دهند كه مدل‌سازي ارائه شده براي تلاطم و كنترلگرهاي طراحي شده براي كنترل همزمان تلاطم و وضعيت فضاپيما داراي عملكرد بسيار خوبي مي‌باشد.
چكيده لاتين :
The instability of the spacecraft and its deviation from the desired attitude is the product of the phenomenon of fluid sloshing in its
tank. This is especially important while maneuvering, so that lack of attention leads to the failure of the space mission. In this paper,
for the first time, a moving pulse two-ball model is used to model fuel sloshing in the semi-full tank of the spacecraft. As well as for
the first time, for simultaneous control of the spacecraft and fuel sloshing, a classical controller, an LQR controller and a Lyapunov
nonlinear controller have been designed. Fuel sloshing was modeled using the moving pulse two-ball model and the coupled
dynamics equations of the spacecraft and the fuel masses are derived using Lagrangian equations. The results of simulations show
that the proposed modeling and designed controllers to simultaneously control the fuel sloshing and attitude of the spacecraft have an
acceptable.
عنوان نشريه :
مهندسي مكانيك دانشگاه تبريز
