تعداد نشریات | 43 |
تعداد شمارهها | 1,262 |
تعداد مقالات | 15,535 |
تعداد مشاهده مقاله | 51,553,624 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 14,493,756 |
طراحی کنترلگر مقاوم غیرخطی و پیادهسازی آن بر روی شبیهساز زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 36، دوره 48، شماره 2، مرداد 1397، صفحه 329-338 اصل مقاله (1.32 M) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
نویسندگان | ||
مریم ملک زاده* 1؛ مبین صبوحی2؛ مریم رضایتی2 | ||
1استادیار، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران | ||
2دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران | ||
چکیده | ||
در این مقاله عملکرد دو الگوریتم کنترلی مقاوم سنتز µ و مود لغزشی درجه بالا بر روی یک شبیهساز زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره بهصورت سختافزار در حلقه بررسی میشود. این شبیهساز مدل میزی، بر روی یک پایه نگهدارندهی یاتاقان هوایی نیم کروی بهمنظور فراهم آوردن شرایط تعلیق مجموعه قرارگرفته است. صفحه پلتفرم و تمام عملگرها و زیرسیستمهای نصبشده بر روی آن امکان انجام آزمونهای عملیاتی موردنظر را مهیا میکند. هر دو کنترلگر ابتدا به کمک نرمافزار متلب شبیهسازی و سپس بر روی زیرسیستم پیادهسازی گردیدهاند. ابتدا روش کنترلی مقاوم سنتز µ برای شبیهساز طراحیشده است. در این روش ماتریسهای وزنی بهگونهای انتخاب میشوند که سیستم کنترلی نسبت به تمامی نامعینیها شامل عدم قطعیتها، اغتشاشات و نویز حسگرها مقاوم باشد. ماتریسهای وزنی عدم قطعیت، کارایی، محدودیت عملگر و اغتشاش با توجه به محدودیتهای دینامیکی و محیطی شبیهساز و خواستههای طراح انتخابشده اند . سپس کنترلگر مقاوم مود لغزشی درجه دو با استفاده از الگوریتم فوق پیچشی طراحیشده است. برخلاف الگوریتمهای دیگر درجه 2، در روش فوق پیچشی نیازی بهاندازهگیری یا تعیین علامت مشتق سطح لغزش نیست. نتایج شبیهسازی کامپیوتری و تستهای آزمایشگاهی سختافزار در حلقه برای کنترلگرهای فوق مقایسه میشود. | ||
کلیدواژهها | ||
کنترل مقاوم سنتز µ؛ کنترل مود لغزشی مرتبه بالا؛ الگوریتم فوق پیچشی؛ شبیهساز زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره؛ سخت افزار در حلقه | ||
مراجع | ||
] M.A.P. Jana, L. Schwartz, C.D. Hall, Historical review of air-bearing simulator, Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol.26, pp.513-522, 2003. [2] A.H. Tavakoli, A. Kalhor and M. Dehghani, Implementation of three axis attitude controllers for evaluation of a micro gravity satellite simulator, Journal of Space Science, Vol.5, No.2, pp. 59-68, 2012 (in Persian). [3] K. Surendran, K. Karthikeyan, M. Dineshkumar and K. Latha, Spacecraft attitude control simulator, IEEE, 2011. [4] D. Liwei, S. Shenmin and G. Yng, Attitude control of five freedom air bearing platform based on fractional order sliding mode, third IEEE International Conference on Instrumentation, Measurement, Computer, Communication and Control, 2013. [5] W. R. Wilson, L. L. Jones, M. A. Peck, A Multimodule Planar Air Bearing Testbed for CubeSat-Scale Spacecraft, Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control, Vol. 135, No. 4, pp. 1-10, 2013. [6] G. Guglieri, F. Maroglio, P. Pellegrino and L. Torre, Design and development of guidance, navigation and control design algorithms for spacecraft rendezvous and docking experimentation, Acta Astronautica, Vol.94, pp.395-408, 2014. [7] J. Jung, S.Y. Park, S.W. Kim, Y.H. Eun, Y.K. Chang, Hardware in loop simulations of spacecraft attitude synchronization using the state dependent Riccati equation technique, Advances in Space Research, Vol.51, pp.434-449, 2013. [8] P. Gasbari, M. Sabatini, G.B. Palmerini, Ground tests for vision based determination and control of formation flying spacecraft trajectories, Acta Astronautica, Vol.102, pp. 378-391, 2014. [9] Z. Song n, H. Li, K. Sun, Finite-time control for nonlinear spacecraft attitude based on terminal sliding mode technique, ISA Transactions, Vol. 53, pp.117–124, 2014. [10] L. Zhao and Y. Jia, Finite-time attitude tracking control for a rigid spacecraft using time-varying terminal sliding mode techniques, International Journal of Control, pp. 1-13, 2014. [11] P. M. Tiwari, S. Janardhanan, M. Nabi, Rigid spacecraft attitude control using adaptive integral second order sliding mode, Aerospace Science and Technology, January 8, 2015. [12] , K.Zare, H.R.koofigar, adaptive second order sliding mode controller for two input-two output uncertain nonlinear systems and application to a 2-DoF Helicopter model, Modares Mechanical Engineering, Vol.15, No.2, pp.189-199, 2015, in persian [13] C. Pukdeboon and A. S. I. Zinober, Control Lyapunov Function Optimal Sliding Mode Controllers For Attitude Tracking Of Spacecraft, Journal of the Franklin Institute, vol. 349, pp. 456-475, 3// 2012. [14] B. Cong, X. Liu, and Z. Chen, Backstepping Based Adaptive Sliding Mode Control For Spacecraft Attitude Maneuvers, Aerospace Science and Technology, vol. 30, pp. 1-7, 10// 2013. [15] C. Pukdeboon, A. S. I. Zinober, and M. W. L. Thein, Quasi-Continuous Higher Order Sliding-Mode Controllers for Spacecraft-Attitude-Tracking Maneuvers, Industrial Electronics, IEEE Transactions on, vol. 57, pp. 1436-1444, 2010. [16] A. Doria-Cerezo, P. F. Puleston, and C. Kunusch, Control of an active rectifier with an inductive-capacitive-inductive filter using a Twisting based algorithm, in Industrial Electronics Society, IECON 2013 - 39th Annual Conference of the IEEE, pp. 3416-3421, 2013. [17] H. M. Becerra, J. B. Hayet, and C. Sagüés, A single visual-servo controller of mobile robots with super-twisting control, Robotics and Autonomous Systems, vol. 62, pp. 1623-1635, 11// 2014. [18]G. R. Ansarifar and M. Rafiei, Higher order sliding mode controller design for a research nuclear reactor considering the effect of xenon concentration during load following operation, Annals of Nuclear Energy, vol. 75, pp. 728-735, 1// 2015. [19] J. Rivera, J. Espinoza-Jurado, and A. Loukianov, Super-Twisting Air/Fuel Ratio Control for Spark Ignition Engines, Advances and Applications in Sliding Mode Control systems. vol. 576, A. T. Azar and Q. Zhu, Eds., ed: Springer International Publishing, pp. 201-226, 2015. [20] J. Doyle, B. Francis, A. T. boyd, Feedback Control Theory, Macmillan Publishing Co., 1990. [21] R. Mohsenipour, M. Nasirian, A. Kashinia, M. Fathi, Design of µ-synthesis Controller for attitude control of micro satelite, Journal of Aerospace Science and Technology, Vol. 8, No. 1, pp. 61-72, 2015. (In Persian) [22] M. Mirshams, H. Taei, M. Ghobadi, H. Haghi,Gh. Sharifi, Using air bearing based paltform and cold gas thruster actator for satelite attitude dynamics simulation, Modares Mechanical Engineering,Vol. 14, No. 12, 2014 (In Persian). [23] A. Aghalari, S. A. Kalhor, M. M. Dehghan, S. H. Cheheltani, Manufacturing and Test of an Attitude Dynamics Simulator for Microsatellites Based on CMG, Journal of Aerospace Science and Technology, Vol. 7, No. 3, pp. 51-67, 2013. (In Persian) [24]M. J. Sidi, Spacecraft Dynamics And Control A Practical Engineering Approach: Cambridge University Press, 1997. [25] M. Malekzadeh, A. Naghash and H.A.Talebi, Robust Attitude and Vibration control of a Nonlinear Flexible Spacecraft, Asian Journal of Control, vol.14, no.2,pp.553-563, 2012. [26] Y. Shtessel, C. Edwards, L. Fridman, and A. Levant, Sliding Mode Control and Observation: Springer, 2014. [27] L. Derafa, A. Benallegue, and L. Fridman, Super twisting control algorithm for the attitude tracking of a four rotors UAV, Journal of the Franklin Institute, vol. 349, pp. 685-699, 3// 2012. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 334 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 661 |