تاثير مرتبه تابع تبديل عملگر تراستر در كنترل وضعيت ماهواره

Effect of Transfer Function Order of Thruster Actuators on Satellite Attitude Control

در اين مقاله، تاثير مرتبه تابع تبديل عملگر تراستر در كنترل وضعيت تك محوره ماهواره صلب با استفاده از دو تراستر مختلف الجهت بررسي مي شود. ديناميك تراستر با يك تاخير زماني خالص به همراه يك تابع تبديل از مرتبه دلخواه با قطب هاي يكسان مدل شده است. براي اين منظور، كنترلگرهاي بنگ بنگ، اشميت تريگر و مدولاتور پهنا و فركانس پالس استفاده شده است. مرتبه تابع تبديل با توجه به پروفيل هاي تجربي موجود براي چند نوع تراستر، انتخاب شده است. با توجه به نمودارهاي تجربي، بطور معمول مرتبه ديناميك كمتر از دو توصيه نمي-شود. به علاوه، نتايج شبيه سازي نشان مي دهد كه تغيير مرتبه تابع تبديل تراستر روشي مناسب براي اعمال عدم قطعيت در طراحي كنترل وضعيت و همچنين آناليز حساسيت نسبت به مرتبه تابع تبديل مي باشد.

In this paper, effect of order of the thruster transfer function is investigated for a single-axis attitude control of a rigid satellite using two sets of opposing thrusters. The thruster dynamics is modeled by a pure delay in series with an arbitrary-order transfer function (TF) consisting of similar first-order lags. For this purpose, bang-bang controllers, bang-bang with dead zone, Schmitt-trigger and PWPF modulator are used in the analysis. The thruster dynamics order is selected using existing empirical thruster profiles. Considering the empirical profiles, usually a TF’s order lower than 2 is not recommended. Simulation results show that the TF’s order may be considered as an uncertainty applied to the attitude control problem and its sensitivity analysis.