طراحی کنترل کننده همزمان وضعیت و نرخ چرخش ماهواره سنجش از دور به روش تطبیقی نظارتی

در این مقاله برای کنترل وضعیت ماهواره نمونه با مأموریت تصویربرداری،یک الگوریتم کنترلی به روش تطبیقی نظارت یپیشنهاد می شود. ماهواره نمونه در مدار بیضوی شکل ارتفاع پایین قرار گرفته و دارای پنل بازشونده در دو وجه خود است. همچنین برای رسیدن سطوح خود به تعادل دمایی حول محور عمودی بدنه با نرخ ثابتی میچرخد. مشخصات مداری و فیزیکی ماهواره باعث اعمال اغتشاش آیرودینامیکی بزرگ و متغیری به ماهواره می شود. برای این منظور الگوریتم کنترل وضعیتی بر اساس کنترل تطبیقی نظارتی طراحی می شود تا در حضور عدم قطعیت های پارامتری، دینامیک های غیرخطی و اغتشاش متغیر قادر به کنترل همزمان وضعیت و نرخ چرخش ماهواره در مود کنترل نرخ چرخش و نشانه روی به سمت زمین و تصویربرداری باشد. علاوه بر آن، در الگوریتم پیشنهادی برآیند خطای وضعیت و تلاش کنترلی نسبت به الگوریتم های کنترلی مقایسه شده که شامل کنترل تطبیقی و کنترل دینامیک معکوس است، کاهش می یابد.در ساختار کنترل تطبیقی نظارتی یک ناظر سطح بالا که بر مبنای منطق فازی عمل میکند، با توجه به مشخصه های کنترل کننده های سطح پایین، سهم اشتراک هر یک از آنها را تعیین می کند. کنترلکنندههای سطح پایین شامل کنترل کننده بر مبنای دینامیک معکوس و کنترل کننده تطبیقی است. با به کارگیری این راهکار می توان از مزایای کنترل کننده های سطح پایین بهره مند شد. با توجه به اینکه سینماتیک ماهواره مستقل از ترم کنترل است، ساختار کنترل کننده معرفی شده از دو حلقه تشکیل شده است. در حلقه داخلی سرعت بر اساس قوانین کنترل تطبیقی نظارتی کنترل شده و در حلقه خارجی با استفاده از دنبال کننده مدل وضعیت، وضعیت مطلوب ماهواره کنترل می شود. عملکرد کنترل کننده طراحی شده در حضور سیستم نظارتی و بدون حضور سیستم نظارتی مورد ارزیابی و مقایسه قرار گرفته است و نشان داده شده که الگوریتم مورد استفاده از دقت و عملکرد مطلوبی برخوردار است.

کلیدواژه ها:

کنترل کننده تطبیقی نظارتی ، کنترل هم زمان وضعیت و نرخ چرخش ماهواره ، منطق فازی ، اغتشاش متغیر با زمان ، عدم قطعیت