لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

در این مقاله روند طراحی عملگر ژایروی کنترل ممان تک جیمبال برای انجام مانوری مشخص و سریع در یک میکروماهواره خاص به طور کامل تشریح شده است و بر اساس آن یک نمونه ساخته و در نهایت نتایج تست ارایه می شود. طراحی مکانیزم عملگر بر اساس سادگی، راستای گشتاور تولیدی و حجم و وزن کمتر انجام گرفته است. برای کنترل سرعت چرخ طیار از یک موتور DC و برای کنترل نرخ چرخش جیمبال از یک موتور پله ای بادقت 0.024 درجه استفاده شده است و واحدهای درایور و کنترلر آنها به گونه ای طراحی و ساخته شده است تا حداکثر دقت، حداقل خطا و سریع ترین زمان پاسخ را فراهم آورد. جیمبال عملگر متشکل از دو محور همراستاست که از یک سو به یاتاقان وصل است و از سوی دیگر مجموعه چرخ مومنتوم را در بر می گیرد. بنابر ضرورت همراستا بودن محورها، طراحی و روند ساخت آنها به گونه ای در نظر گرفته شده است تا کمترین انحراف و تغییر شکل را به هنگام نصب چرخ مومنتوم داشته باشند.

شبیه ساز زیرسیستم کنترل وضعیت ماهواره یک سیستم آزمایشگاهی است که به منظور توسعه و تست الگوریتم های مختلف کنترلی در یک محیط با ریسک و هزینه پایین طراحی شده است. این سیستم آزمایشگاهی قادر است تا شرایط واقعی ماهواره چابک در فضا را با دقت بسیار خوبی در روی زمین ایجاد کند. شبیه ساز توسعه داده شده از چهار بخش مهم سیستم تامین توان، سیستم کنترل آن بورد، نگهدارنده شبیه ساز و کامپیوتر زمینی تشکیل شده است. سیستم کنترل آن بورد شامل یک کامپیوتر صنعتی، چهار عملگر ژایروی کنترل ممان تک جیمبال و یک حسگر تعیین وضعیت است. نگهدارنده شبیه ساز شامل یک صفحه پلتفرم به منظور نصب تجهیزات، یاتاقان هوایی نیم کروی و پایه است. ارتباط بین کامپیوتر زمینی و شبیه ساز به صورت بی سیم فراهم شده است. در این مقاله، ابتدا مراحل طراحی، ساخت و تست شبیه ساز ارائه شده و سپس به منظور تست آن، نتایج پیاده سازی الگوریتم کنترلی PID بر اساس زوایای اویلر و نیز فیدبک کواترنیون به همراه نتایج شبیه سازیارائه می شود.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

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.

در این مقاله شکاف باریک در دیواره پهن موجبر مستطیلی به کمک روش ممان تحلیل شده است. در این روش اثر القای مجدد روی دیواره ها و ضخامت دیواره موجبر لحاظ شده است. در واقع روش ممان برای حل یک جفت معادله انتگرالی- حاصل از شرایط مرزی و به کمک توابع گرین- به کار رفته است. در نتیجه حل این دو معادله، مولفه مماسی میدان الکتریکی روی سطوح بالایی و پایینی شکاف به دست آمده است. این میدان ها با یک سری تابع سینوسی بسط داده شده و نشان داده شده است که برخلاف سایر توابع پایه تنها چند جمله برای همگرایی پاسخ ها کافی است. در نتیجه ابعاد ماتریس حاصل کاهش یافته است. سپس نتایج به دست آمده از تحلیل پارامترهای مختلف شکاف با نتایج آزمایشی موجود مقایسه شده است.

لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.