مدل سازی یک ماهواره بر اساس کواترنین

مدل مبتنی بر کواترینین چندین مزیت بیشتر نسبت به مدل مبتنی بر زوایای اویلر دارد ,به عنوان مثال مدل کواترنینی به طور منحصر به فرد تعریف شده است زیرا به دنباله چرخشی وابسته نیست در حالی که مدل مبتنی بر زوایای اویلر متفاوت می باشند و به توالی چرخشی وابسته است. وظیفه ی سیستم کنترل وضعیت ماهواره، پایداری وضعیت، کنترل زاویه و سرعت دوران ماهواره به ویژه در حضور اغتشاشات است. اگر در مسیر رسیدن به این هدف به ساختار و معادلات دینامیکی محرک ها توجه نشود و اثر آن ها در معادلات سیستم لحاظ نگردد، مسیله کنترلی شکل ساده ای داشته و به راحتی قابل حل است. ولی زمانی که دینامیک محرک ها و قیود عملی مربوط به آن ها در کنار معادلات سیستم در نظر گرفته شود، به علت وابستگی این معادلات به یکدیگر، حل مسیله ی کنترل وضعیت ماهواره به سادگی قبل نخواهد بود ، به همین علت تاکنون روش های کار آمدی برای حل این موضوع ارایه نشده است. یکی از پر کاربرد ترین محرک های مورد استفاده در امر کنترل وضعیت ماهواره ها، چرخ های عکس العملی می باشند. این چرخ ها به علت دقت بالا، وزن کم و عدم نیاز به سوخت به شدت مورد توجه طراحان ماهواره در سال های اخیر قرار گرفته اند، البته هنوز به علت اشباع شدن سرعت چرخ عکس العملی، طراحان ماهواره نمی توانند ماهواره خود را فقط متکی به این محرک کنند و نیازمند به اضافه کردن قطعات دیگری به ماهواره می باشند، تا مانع از اشباع سرعت در چرخ ها شوند.

کلیدواژه ها:

زوایای اویلر ، کواترنین ، کنترل وضعیت ماهواره ، چرخ های عکس العملی