در این مقاله، شبیه سازی سیستم کنترل وضعیت یک نانو ماهواره مجهز به عملگرهای ژیروسکوپی تک قابی با به کارگیری راهبرد های کنترلی مختلف، ارائه شده است. سیستم کنترل وضعیت در حالت پایداری وضعیت از راهبرد های LQR و LQG و در حالت مانوری ماهواره از راهبرد کنترل فیدبک کواترنیون استفاده می کند. در حالت پایداری وضعیت با خطی سازی معادلات دینامیکی غیرخطی ماهواره و عملگرهای ژیروسکوپی، کنترلرهای LQR و LQG طراحی شده اند؛ به طوری که در سایر تحقیقات صورت گرفته در این زمینه، از این کنترلرها در پایداری وضعیت استفاده نشده است. در حالت مانوری ماهواره نیز از یک کنترلر فیدبک کواترنیون به فرم خطی به منظور سیستم غیر خطی استفاده شده است. کارایی سیستم کنترل وضعیت و راهبردهای کنترلی ارائه شده برای یک نانو ماهواره مجهز به عملگرهای ژیروسکوپی تک قابی با آرایش هرمی در نرم افزار سیمولینک/ متلب بررسی شده است. نتایج شبیه سازی بیانگر تحقق پایداری وضعیت و مانور ماهواره در زوایای بزرگ و همچنین دقت بیشتر راهبرد های LQR و LQG در مقایسه با روش فیدبک کواترنیون است.

اخیرا، تمایل به استفاده از ماهواره های کوچک به دلیل هزینه پایین، سرعت بالا و سادگی طراحی، ساخت و پرتاب افزایش پیدا کرده است. در برخی از ماموریت ها نیاز به مانورهای سریع بسیار حائز اهمیت است. در این مقاله، طراحی و پیاده سازی عملی کنترل وضعیت شبیه ساز سه درجه آزادی ماهواره چابک - مجهز به ژایروهای کنترل ممان تک جیمبال با آرایه هرمی- با به کارگیری قانون کنترلی PID و راهبردی فیدبک کواترنیون در دو حالت مختلف بهره و به صورت یک و سه محور یارائه می شود. ابتدا، عملگرها و شبیه ساز ماهواره معرفی شده و راهبردی کنترلی با استفاده از سیمولینک/ متلب شبیه سازی می شود. سپس استراتژی کنترلی در سیستم پیاده سازی شده و آزمایش های کنترل وضعیت اجرا می شوند. در نهایت، نتایج حاصل از تست های تجربی با هم و نیز با نتایج تئوری مقایسه می شوند. به منظور فرار از شرایط تکینگی منطق هدایت SR استفاده شده است. نتایج بیانگر تحقق مانور سریع شبیه ساز و مطابقت خوب نتایج تئوری با نتایج تجربی است.

رویکردی نوین برای بررسی تغییرات در فرآیند شبیه سازی ساختاری یک پایدارکننده ژیروسکوپی سه محوره حامل دوربین، ارائه شده است. روند ارائه شده، شامل تصمیم گیری مدیریتی و نحوة شناسایی بهترین مسیر فرآیند بررسی تغییرات می باشد. ربات نمونه فانتوم با 32 مؤلفه که نیمی از آنها مربوط به هندسه ساختار پرنده و نیم دیگر مربوط به لَق لَقه (گیمبال) سه محوره هستند انتخاب شده است. پیوندهای ساختاری بین عناصر با فرض تقارن در یک ماتریس ساختار طراحی قرار می گیرند. یک مقدار تأثیر تغییر ثابت برای همه پیوندها و یکی از سه مقدار، 3/0، 5/0 و 8/0 بترتیب برای احتمال تغییر پایین، متوسط و بالا اندازه گیری و در ماتریس ها لحاظ شده است. به علاوه، مجموعه ای از شاخص ها برای کمک به طبقه بندی مولفه های گوناگون سیستم به عنوان پذیرنده یا بازتابنده تغییر، ایجاد و یک شاخص انتشار تغییر نرمال، قدرت نسبی هر مولفه را در طیف جذب کننده تا افزاینده با ضریب بین 1- تا 1+ معرفی شده است. این روش بر روی ربات نمونه پیاده سازی شده است

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.

یکی از روش های جدید کاهش ارتعاشات در روتورهای دارای نابالانسی متغیر با شرایط کاری استفاده از بالانسر دینامیکی اتوماتیک ساچمه ای می باشد. این اتوبالاسر علاوه بر مزیت های مختلف، دارای یک عیب اساسی یعنی افزایش دامنه روتور در ناحیه گذرا می باشد که سبب محدودیت استفاده از این نوع بالانسر می شود. در مطالعات پیشین برای رفع عیب مذکور طرح جدیدی از اتوبالانسر که نام آن اتوبالانسر ساچمه- فنر است ارائه شده و رفتار دینامیکی اتوبالانسر ساچمه- فنر برای روتور جفکات مجهز به آن بررسی شده است. مدل روتور جفکات مدلی است که در آن اثر ژیروسکوپی در نظر گرفته نمی شود در حالی که در عمل و در بسیاری از کاربردها، محدودیت هایی از لحاظ نصب روتور در وسط شفت وجود دارد که عدم تقارن باعث پدید آمدن اثر ژیروسکوپی می شود. در چنین شرایطی نتایج تحلیل های حاصل از مدل جفکات قابل اعتماد نبوده و رفتار دینامیکی اتوبالانسر ساچمه- فنر باید در حضور اثر ژیروسکوپی مورد بررسی قرار گیرد. در این مقاله با در نظر گرفتن عدم تقارن در محل نصب روتور، معادلات حرکت دینامیکی روتور مجهز به اتوبالانسر ساچمه- فنر در حضور اثر ژیروسکوپی استخراج و ضمن بدست آوردن پاسخ زمانی، نواحی پایداری سیستم با استفاده از روش اول لیاپانوف استخراج شده است. نتایج حاکی از آن است که وجود اثر ژیروسکوپی نه تنها خللی در کارآئی اتوبالاسر جدید ایجاد نمی کند بلکه دامنه ارتعاشات ناشی از اثر ژیروسکوپی در روتور مجهز به اتوبالانسر ساچمه- فنر نسبت به روتور مجهز به اتوبالانسر متداول کمتر می شود.

در این مقاله مدل سازی دینامیکی یک صفحه پایدار ژیروسکوپی سه محوره با لحاظ کردن حرکات زاویه ای جسم حامل بررسی شده است. پس از بررسی مدل های به دست آمده، ابتدا پاسخ آزاد سیستم و سپس پاسخ حلقه بسته سیستم تحت کنترلرهای خطی PID و LQR، شبیه سازی و بررسی شده است. نتایج حاصل در این مقاله نشان داده که با انتخاب صحیح ماتریس های وزنی، کنترلر LQR از قابلیت بهتری نسبت به PID در پایدارسازی سکوی ژیروسکوپی برخوردار است و سکو را در زمان کم و با میرایی بالا، پایدار می نماید.