کنترل وضعیت فضاپیما با روش کنترل بهینه و کنترل غیرخطی لیاپانوف با احتساب تلاطم سوخت

Document Type : Original Article

Authors

1 Shahidbeheshti

2 دانشگاه شهید بهشتی

Abstract

کنترل پدیده تلاطم سوخت در مخازن فضاپیماها به حدی مهم و حیاتی است که عدم توجه به آن منجر به شکست مأموریت فضایی خواهد شد. یکی از الزامات انجام صحیح مانورهای مداری، کنترل و یا حذف این پدیده است. بنابراین به دلیل اهمیت بالای مانور مداری صحیح برای قرارگیری فضاپیما در مدار هدف، باید قبل از انجام مانورهای مداری، تلاطم سیال با استفاده از مدل مکانیکی معادل مدل‌سازی و روش مناسبی برای کنترل آن انتخاب شود
در این مقاله با استفاده از یک روش جدید به مدل‌سازی تلاطم سوخت موجود در مخزن فضاپیما پرداخته
و برای اولین بار، برای کنترل همزمان وضعیت فضاپیما و تلاطم سوخت از طراحی کنترلرهای تنظیم‌کننده بهینه وکنترلرغیرخطی بر پایه تابع لیاپانوف استفاده شده است. تلاطم سوخت با استفاده از مدل توپ پالسی متحرک مدل‌سازی و معادلات دینامیکی کل سیستم با استفاده از معادلات انرژی لاگرانژ استخراج شده است. مانور فضاپیما و حرکت توپ پالسی در صفحه در نظر گرفته شده و در نتیجه سیستم کوپل شده فضاپیما و توپ پالسی دارای چهار درجه آزادی خواهد بود. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان‌دهنده موفقیت‌آمیز ‌بودن مدل‌سازی ارائه شده و کنترلرهای طراحی شده برای کنترل همزمان تلاطم و وضعیت فضاپیما می‌باشد.

Keywords

Main Subjects


Article Title [فارسی]

کنترل وضعیت فضاپیما با روش کنترل بهینه و کنترل غیرخطی لیاپانوف با احتساب تلاطم سوخت

Authors [فارسی]

  • محمد نوابی 1
  • احمد ابراهیمی 2
Abstract [فارسی]

در این مقاله با استفاده از یک روش جدید به مدل‌سازی تلاطم سوخت موجود در مخزن فضاپیما پرداخته و برای اولین بار، برای کنترل همزمان وضعیت فضاپیما و تلاطم سوخت از طراحی کنترلرهای تنظیم‌کننده بهینه وکنترلرغیرخطی بر پایه تابع لیاپانوف استفاده شده است. تلاطم سوخت با استفاده از مدل توپ پالسی متحرک مدل‌سازی و معادلات دینامیکی کل سیستم با استفاده از معادلات انرژی لاگرانژ استخراج شده است. مانور فضاپیما و حرکت توپ پالسی در صفحه در نظر گرفته شده و در نتیجه سیستم کوپل شده فضاپیما و توپ پالسی دارای چهار درجه آزادی خواهد بود. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان‌دهنده موفقیت‌آمیز ‌بودن مدل‌سازی ارائه شده و کنترلرهای طراحی شده برای کنترل همزمان تلاطم و وضعیت فضاپیما می‌باشد.

Keywords [فارسی]

  • تلاطم
  • سوخت
  • کنترل وضعیت