کنترل وضعب ماهواره با عملکرد مغناطیسی به روش گسسته سازی مسیر گردش ماهواره

در این مقاله ابتدا مدل دینامیکی وضعی یک ماهواره کوچک در رده ماهواره مصباح، ارائه می شود. در این مدل گشتاور های آیرودینامیکی، و تششعشعات خورشیدی به عنوان گشتاور اغتشاشی و گشتاور گرادیان جاذبه به عنوان گشتاور پایدارساز (کنترل غیر فعال) و گشتاور مغناطیسی بخ عنوان گشتاور کنترلی فعال، در نظر گرفته شده است. میدان مغناطیسی نسبت به مکان (ارتفاع، عرض و طول جغرافیایی) و زمان (تغییرات سالیانه میدان زمین) متغیر است. با توجه به گردش ماهواره حول زمین این مدل متغیر با زمان است. برای تبدیل سیستم به حالت مستقل از زمان معمولا از روش متوسط گیری میدان مغناطیسی در دروه تناوب گردش ماهواره استفاده می شود. این روش خطای قابل توجهی را به همراه دارد. در این مقاله برای تبدیل به معادلات مستقل از زمان از دو روش استفاده شده است؛ یکی روش معمول ذکر شده یعنی متوسط گیری از میدان در دوره تناوب گردش ماهواره و دیگری گسسته سازی مسیر گردش ماهواره به بازده زمانی معین و اعمال کنترلر مجزا در هر بازه. برای هر دو روش کنترلر LQR با توابع وزنه یکسان اعمال شده است. نهایتا این دو روش با هم مقایسه شده و میزان اعتبار آنها نیز تحلیل بررسی گردیده است. نتایج حاکی از آن است که استفاده از روش متوسط گیری برای تحلیل دنباله روش زوایا تخمین مناسبی را ارائه می نماید ولی در زمینه برآورد توان مصرفی متوسط گیری منجر به نتایج معتبری نخواهد شد.

کلیدواژه ها:

کنترل وضعیت ماهواره ، گشتاوردهنده مغناطیسی ، کنترلر LQR