مهدی نیکوسخن لامع - دکتری، سازمان صنایع هوافضا، تهران، ایران

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.

کنترل وضعیت, کواترنیون, کنترلر خطی, پسگام, خطی سازی پس خور, فضاپیما