تحلیل تکینگی در کنترل وضعیت یک ماهواره نوعی توسط ژیروسکوپ های کنترل ممان تکجیمبال

هدف از این پژوهش تحلیل تکینگی برای یک ماهواره مجهز به چهار عملگر ژیروسکوپ کنترل ممان با آرایش هرمی می باشد. بدین منظور ابتدا ژیروسکوپ های کنترل ممان و معادلات دینامیکی سه درجه آزادی حاکم بر ماهواره و عملگر را شرح داده، سپس به تحلیل موضوع تکینگی در ژیروسکوپ ها و انواع روش های دوری و فرار ازاین حالت پرداخته می شود. شرایط تکینگی در ماهواره های مجهز به عملگرهای گشتاورساز تکجیمبال منجر به عدم تولید گشتاور در جهت دلخواه می گردد. در ادامه راهکارهای دوری و فرار از این شرایط نیز با عنوان منطق هدایت معرفی می گردد. سپس کارایی این روش ها در مواجه با شرایط تکینگی با انجام شبیه سازیهای جداگانه در نرم افزار سیمولینک/ متلب مورد ارزیابی قرار می گیرد. جهت کنترل وضعیت سیستم فوق از الگوریتم کنترلی LQR استفاده شده است. برای طراحی این کنترلر ابتدا معادلات غیرخطی ماهواره با استفاده از روش جاکوبین خطی سازی شده و سپس این معادلات به فرم فضای حالت در می آیند. نتایج تحقیق فوق علاوه بر اثبات کارایی روش های به کارگیری شده، عملکرد پایداری سیستم فوق برای ارزیابی کنترلرهای وضعیت ماهواره و دوری از حالات تکینگی را نشان می دهد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد روش GSR به خوبی توانسته سیستم فوق را نسبت به دو روش دیگر پایدار نموده و پس از قرارگیری ماهواره در حالت تکین سیستم را از حالت تکین دور نماید