كليدواژه :
مدل سازي تلاطم , مدل سه بعدي , كنترل فعال , كنترل تلاطم
چكيده فارسي :
تلاطم سوخت يكي از مهم ترين عوامل در برهم خوردن وضعيت فضاپيما از حالت مطلوب در مانور مداري است. بنابراين كنترل اين پديده از اساسي ترين مسائل در كنترل وضعيت به حساب مي آيد. دو نوع روش كنترلي فعال و غيرفعال براي كنترل تلاطم وجود دارد كه با توجه به جواب دهي بهتر كنترل فعال در كنترل هم زمان تلاطم و وضعيت فضاپيما، اغلب از كنترل فعال استفاده مي شود. براي اين منظور در ابتدا بايد ديناميك تلاطم را مدل كرد. در اين مقاله، ديناميك تلاطم به وسيله مدل چندآونگي توصيف شده و معادلات ديناميك تركيب شده فضاپيما و تلاطم به دست آمده است. در مدل ارائه شده، آونگ ها به طور آزادانه مي توانند در فضاي سه بعدي حركت كنند و اين موضوع باعث مي شود كه مدل به واقعيت نزديك تر باشد. معادلات ديناميك تركيب شده فضاپيما و تلاطم، غيرخطي هستند، بنابراين براي كنترل وضعيت در حالت واقعي تر بايد از روش كنترل غيرخطي استفاده كرد. در اين مقاله براي اين منظور ابتدا دو تابع نامزد لياپانوف پيشنهاد شده است و پس از آن با استفاده از اين توابع كنترلرها به دست آمده اند. تاثير كنترلرهاي به دست آمده بر وضعيت فضاپيما و آونگ ها با انجام يك شبيه سازي نشان داده شده است. نتايج شبيه سازي نشان از عملكرد مناسب كنترلر هاي طراحي شده دارند، اگرچه تفاوت اندكي در پاسخگويي دو كنترلر نسبت به يكديگر ديده مي شود.
چكيده لاتين :
Fuel sloshing is one of the most important factors in disturb attitude of the spacecraft from desire in orbital maneuver. So, controlling this phenomenon is a critical problem in attitude control. There are active and passive control methods to control fuel sloshing. Active method has better responses to control fuel sloshing and its effect on attitude of the spacecraft in the same time; so, mostly this method is used. For this aim, it is necessary to model slosh dynamic. In this paper, slosh dynamic is modeled by a multi-pendulum model, and, then, coupled equations of the spacecraft and fuel slosh dynamic are derived. In the presented model, pendulums can move freely in 3D atmosphere, and this matter makes presented model closer to real. Coupled equations of the spacecraft and fuel slosh dynamic are nonlinear. Therefore, nonlinear control methods should be used to attitude control in more realistic mode. In this paper, two candidate Lyapunov functions are proposed; then, using these functions, controllers are obtained. The effectiveness of these controllers on attitude of the spacecraft and pendulums is described by a simulation. Although, there are some little differences in time responses based on two controllers, results of simulation illustrate good responsibility of controllers to control aims.
