طراحي كنترل كننده LQG/LTR براي كنترل وضعيت ماهواره زمين آهنگ با استفاده از چرخ هاي عكس‌العملي

Design of LQG/LTR controller for attitude control of Geostationary satellite using Reaction Wheels

در اين مقاله به طراحي كنترل كننده LQG/LTR براي كنترل وضعيت ماهواره زمين آهنگ در فاز نامي پرداخته مي شود. عملگر مورد استفاده در اين مقاله چرخ عكس العملي است و گشتاور كنترلي آن به وسيله رگولاتور LQR تعيين مي شود. حسگرهاي مورد استفاده در اين مقاله، حسگر خورشيد و زمين هستند و از فيلتر كالمن توسعه يافته براي تخمين حالت هاي آغشته به نويز استفاده مي شود. سيگنال كنترلي حاصل از LQR به شرطي كه همه حالات سيستم در فيدبك خروجي ديده شوند، داراي عملكرد مناسبي است. اما اين روش ايده آل بوده و نويز موجود در مدل و حسگرها را لحاظ نمي كند. از اين‌رو، بر اساس حالت هاي تخميني كنترل كننده هاي LQG و LQG/LTR طراحي شده و با كنترل كننده LQR مقايسه مي شوند. ضرايب بهره كنترل كننده ها بر اساس خطي‌سازي حول نقطه كاري بدست مي آيد كه موجب مقاومت و تشابه پاسخ هاي LQG و LQG/LTR مي شود. نتايج نشان مي دهد كه فراجهش كنترلي LQR نيز از ساير كنترل كننده ها بيشتر است.

In this paper, LQG/LTR controller is designed for attitude control of the geostationary satellite at nominal mode. Usage actuator in this paper is the reaction wheel and control torque is determined by the LQR regulator. Usage sensors in this article are sun and earth sensors and EKF is used for estimation of noisy states. LQR controller signal has good performance, if all systemʹs states are considered in system output feedback. But this method is ideal and does not include model noise and sensors noise. Therefore, LQG and LQG/LTR controllers are designed based on the estimated states, and are compared with LQR controller. Controllers gain coefficients are obtained based on linearization around operating point. It caused to robustness and similarity of LQG and LQG/LTR response. The results show that control overshoot of LQR is greater than the others.