طراحي، ساخت و تست يك شبيه‌ساز كنترل وضعيت براي ميكروماهواره چابك بر مبناي عملگرهاي ژايروي كنترل ممان تك‌جيمبال

شبيه‌ساز زيرسيستم كنترل وضعيت ماهواره يك سيستم آزمايشگاهي است كه به‌منظور توسعه و تست الگوريتم‌هاي مختلف كنترلي در يك محيط با ريسك و هزينه پايين طراحي شده است. اين سيستم آزمايشگاهي قادر است تا شرايط واقعي ماهواره چابك در فضا را با دقت بسيار خوبي در روي زمين ايجاد كند. شبيه‌ساز توسعه داده شده از چهار بخش‌ مهم سيستم تامين توان، سيستم كنترل آن‌بورد، نگهدارنده شبيه‌ساز و كامپيوتر زميني تشكيل شده است. سيستم كنترل آن‌بورد شامل يك كامپيوتر صنعتي، چهار عملگر ژايروي كنترل ممان تك‌جيمبال و يك حسگر تعيين وضعيت است. نگهدارنده شبيه‌ساز شامل يك صفحه پلتفرم به‌منظور نصب تجهيزات، ياتاقان هوايي نيم‌كروي و پايه است. ارتباط بين كامپيوتر زميني و شبيه‌ساز به‌صورت بي‌سيم فراهم شده است. در اين مقاله، ابتدا مراحل طراحي، ساخت و تست شبيه‌ساز ارايه شده و سپس به منظور تست آن، نتايج پياده‌سازي الگوريتم‌ كنترلي PID بر اساس زواياي اويلر و نيز فيدبك كواترنيون به همراه نتايج شبيه‌سازيارايه مي‌شود.

The Agile Satellite Attitude Control System Simulator (ASACSS) is a laboratory system designed for the purpose of developing and testing attitude control algorithms in a low-risk, low-cost environment. In this paper, the design and development of the ASACSS is described, including hardware and software. There are many papers that present a new mathematical technique or prove a new theory, but this study presents the design and development of a new experimental system. This simulator consists of four main components: 1) power supply system 2) on-board control system 3) supporting equipments and 4) monitoring computer. On-board control system includes a industrial computer, four single gimbal control moment gyros and a sensor for attitude determination. Supporting equipments include a platform for installing simulator subsystems, a semi-spherical air bearing and a pedestal. A high-speed wireless LAN connection enables remote command initiation, monitoring and data collection for post-experimental analysis. In this paper, The design and construction process of the simulator are described. More over some experimental results presented from the application of a simple PID attitude controller on the spacecraft simulator. Finally, experimental results are compared with those obtained from simulation.