کنترل وضعیت یک ماهواره در سه محور چرخشی آن با روش مبتنی برکنترل بهینه
چکیده
استفاده از گشتاوردهنده های مغناطیسی به عنوان تنها عملگرهای کنترل وضعیت سمتی ماهواره های کوچک، در کنار مزایای بسیارآن دارای مشکل کنترل ناپذیری می باشد. از آنجا که گشتاورمکانیکی تنها در صفحه ی عمود بر بردار میدان مغناطیسی زمین قابل تولید است، لذا ماهواره قادر به تولید گشتاور حول این بردار نمی باشد واین امر سبب مشکل کنترل ناپذیری شده است. خوشبختانه به علت حرکت وچرخش ماهواره، راستای کنترل ناپذیری در طی مدار تغییر می کند لذا ماهواره قادر به تولید گشتاور در راستاهای مختلف در طی زمان خواهد بود و می توان وضعیت سمتی را تنها با بکارگیری این عملگرها کنترل و پایدار نمود. تقریبا تمام کنترلرهای رایج طراحی شده تا به امروز برای کنترل وضعیت سمتی این ماهواره ها و انجام ماموریت های سمتی، نیاز به زمانی بیش از یک یا دو برابر دوره ی تناوب مداری ماهواره دارندکه این امر سبب می شود، استفاده از این کنترلرها در ماموریتهایی که دارای محدودیت زمانی هستند، چندان مطلوب نباشد. در این پژوهش پس از مقدمه ای برمبانی ریاضی لازم برای مساله کنترل وضعیت سمتی ماهواره های مغناطیسی، مساله ی زمان بهینه ی ماموریت سمتی ماهواره های اشاره گر به راستای اینرسی با استفاده از حساب تغییرات وتوسط یک الگوریتم عددی حل شده و نشان داده می شود که ماموریت مطلوب در کسرکوچکی از یک دوره ی تناوب مداری ماهواره قابل انجام خواهد بود. سپس به منظور بستن حلقه ی کنترلی و افزایش کارایی کنترلر، از شبکه عصبی با وزنهای متغیر با زمان استفاده خواهد شد. نهایتا کنترلرهای حلقه باز و حلقه بسته توسط شبکه عصبی، در شرایط عدم قطعیت و خطاهای مدلسازی مختلف ، مورد آزمایش مونت کارلو قرار می گیرد تا میزان کارایی آن در حضور این عوامل بررسی شود.