کنترل غیرخطی پدیده ی آشوب در دینامیک وضعیت ماهواره
چکیده
آشوب یکی از مفاهیم تقریباً جدید و جالب علم نوین می باشد که درک انسان را نسبت به هستی گسترش داده است . آشوب همانطور که از نامش پیداست ، رفتاری نامنظم و غیر قابل پیش بینی است که به علت یکی از منحصر به فردترین ویژگی هایش یعنی حساسیت به شرایط اولیه بسیار مورد توجه قرار گرفته است . از طرفی اگرچه سالهاست عصر فضا آغاز شده ، ولیکن مدت زیادی از پرتاب اولین ماهواره ی ایران نمی گذرد . حضور فعال در این حوزه نیازمند تلاش بی وقفه و کسب فناوری های لازم است . یکی از این فناوری ها ، کنترل وضعیت ماهواره می باشد . هدف سیستم کنترل وضعیت یک ماهواره آن است که با اعمال گشتاور مناسب از سوی عملگرهای موجود در ماهواره ، وضعیت ماهواره را به گونه ای تغییر دهد که به سمت وضعیت مطلوب و مورد نظر همگرا شود . دینامیک وضعیت ماهواره به ازای محدوده ای از پارامترها رفتاری فوق آشوبناک بروز می دهد که موجب نوسانات نامطلوب در زوایای وضعیت و سرعتهای زاویه ای محورهای مختلف می گردد . این نوسانات ناخواسته در ماهواره اثرات نامطلوبی بر روی وضعیت ماهواره دارند و باید میرا گردند . در این پایان نامه حرکت یک ماهواره ی ژیروستات که تحت تاثیر گشتاورهای اغتشاشی خارجی قرار گرفته است ، بررسی می شود و با استفاده از دو معیار بررسی حرکت آشوبی یعنی روش ملنیکف و روش نماهای لیاپانف محدوده ی حضور آن در ناحیه ی آشوبناک تعیین می گردد . سپس دو روش کنترلی که یکی از آنها بر اساس کنترل کلاسیک و دیگری روش مختص کنترل سیستم های آشوبی می باشد ، پیشنهاد می گردد . کنترل کننده ی کلاسیک یک مد لغزشی بازگشت به عقب است که پایداری سیستم حلقه بسته ی آن بر اساس تئوری لیاپانف اثبات می شود . همچنین به منظور نشان دادن موفقیت این کنترل کننده ، حذف پدیده ی آشوب در سیستم کنترل شده با استفاده از روش های ملنیکف و نمای لیاپانف به صورت تحلیلی بررسی می گردد . کنترل کننده ی دیگرِ مورد استفاده نیز یک کنترل ضربه ای می باشد . در پایان نیز نتایج شبیه سازی ناشی از اعمال دو کنترل کننده ی پیشنهاد شده برای نواحی مختلف کاری ارائه می گردد و معایب و مزایای آنها به همراه مقایسه ی این دو روش بیان می شود .