تحلیل و مقایسه کنترلرهای خطی، خطی سازی شده پس خور و پسگام مبتنی بر کواترنیون در کنترل وضعیت فضاپیما

سال انتشار: 1402
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 25

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_MEASEJT-19-4_004

تاریخ نمایه سازی: 17 دی 1402

چکیده مقاله:

در این مقاله، طراحی و تحلیل کنترل وضعیت یک فضاپیما به عنوان یک جسم صلب، مبتنی بر سه کنترلر خطی، غیرخطی مبتنی بر خطی سازی پس خور و غیرخطی مبتنی بر پسگام ارائه شده است. با توجه به ویژگی بیان وضعیت به صورت فراگیر بر اساس پارامترهای کواترنیون، از این پارامترها برای استخراج معادلات دینامیکی استفاده شده است. پایداری فراگیر مجانبی کنترلر خطی و پسگام بر اساس روش لیاپانوف اثبات شده است. پایداری حلقه بسته کنترلر خطی سازی شده پس خور نیز با نشان دادن عدم وجود دینامیک داخلی اثبات شده است. بهره های کنترلی در روش خطی و پسگام بر اساس مدل خطی به دست آمده از خطی سازی محلی حول نقطه تعادل و در روش خطی سازی شده پس خور بر اساس مدل خطی فراگیر، تعیین شده است. عملکرد این سه کنترلر در سناریوهای مختلف باهم مقایسه شده است. نتایج نشان می دهند که کنترلر خطی سازی شده پس خور قادر به برآورد سازی دقیق زمان نشست مطلوب می باشد. درصورتی که بیشینه خطای زمان نشست حاصل شده نسبت به زمان نشست مطلوب در کنترل پسگام در حدود ۱۷% و در کنترلر خطی در حدود ۲۲% است. البته تلاش کنترلی کنترلر خطی سازی شده پس خور و پسگام به ترتیب ۱۰۰% و ۴۶% بیشتر از کنترلر خطی می باشد.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

مهدی نیکوسخن لامع

دکتری، سازمان صنایع هوافضا، تهران، ایران

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Markley FL, Crassidis JL. Fundamentals of spacecraft attitude determination and ...
  • Mortensen RE. A globally stable linear attitude regulator. International journal ...
  • Dwyer T. Exact nonlinear control of large angle rotational maneuvers. ...
  • Wie B, Weiss H, Arapostathis A. Quarternion feedback regulator for ...
  • Dwyer III TA. Exact nonlinear control of spacecraft slewing maneuvers ...
  • Wie B, Barba PM. Quaternion feedback for spacecraft large angle ...
  • Wu CS, Chen BS. Attitude Control of Spacecraft: Mixed H/H∞ ...
  • Carrington CK, Junkins JL. Optimal nonlinear feedback control for spacecraft ...
  • Wen JY, Kreutz-Delgado K. The attitude control problem. IEEE Transactions ...
  • Lo SC, Chen YP. Smooth sliding-mode control for spacecraft attitude ...
  • Krstic M, Tsiotras P. Inverse optimal stabilization of a rigid ...
  • Wisniewski R. Linear time-varying approach to satellite attitude control using ...
  • Kuang J, Leung AY. H Feedback for Attitude Control of ...
  • Kim KS, Kim Y. Backstepping control of rigid spacecraft slew ...
  • Bang H, Myung HS, Tahk MJ. Nonlinear momentum transfer control ...
  • Show LL, Juang JC, Jan YW. An LMI-based nonlinear attitude ...
  • Kim KS, Kim Y. Robust backstepping control for slew maneuver ...
  • Bang H, Lee JS, Eun YJ. Nonlinear attitude control for ...
  • Luo W, Chu YC, Ling KV. H-infinity inverse optimal attitude-tracking ...
  • Kristiansen R, Nicklasson PJ. Satellite attitude control by quaternion-based backstepping. ...
  • Hu Q, Xiao B, Zhang Y. Adaptive backstepping based fault ...
  • Ali I, Radice G, Kim J. Backstepping control design with ...
  • Yang Y. Analytic LQR design for spacecraft control system based ...
  • Yang Y. Quaternion-based lqr spacecraft control design is a robust ...
  • Navabi M, Hosseini MR. Spacecraft quaternion based attitude input-output feedback ...
  • Giuseppi A, Pietrabissa A, Cilione S, Galvagni L. Feedback linearization-based ...
  • Xie Y, Lei Y, Guo J, Meng B. Spacecraft Dynamics ...
  • Gołąbek M, Welcer M, Szczepański C, Krawczyk M, Zajdel A, ...
  • Septanto H, Kurniawan E, Suprijanto D. Quaternion feedback attitude control ...
  • Yuan JS. Closed-loop manipulator control using quaternion feedback. IEEE Journal ...
  • Bobrow F, Angelico BA, Martins FP, da Silva PS. The ...
  • Weiss H. Quaternion-based rate/attitude tracking system with application to gimbal ...
  • Mazenc F, Yang S, Akella MR. Quaternion-based stabilization of attitude ...
  • Song C, Kim SJ, Kim SH, Nam HS. Robust control ...
  • Xia Y, Lu K, Zhu Z, Fu M. Adaptive back‐stepping ...
  • Wu YJ, Zuo JX, Sun LH. Smooth backstepping sliding mode ...
  • Ogata K. Modern control engineering. Upper Saddle River, NJ: Prentice ...
  • نمایش کامل مراجع