ماهواره

ماهواره - درهر پروسه، طراحی سیستم کنترل ازجمله مسائلی است که از اهمیت ویژه برخوردار بوده و در به ثمررسیدن اهداف پروژه نقش به سزایی خواهد داشت بسته به اینکه پروسه مورد نظر چه خصوصیاتی داشته باشد، ساختار سیستم کنترل لازم جهت تحقق اهداف کنترلی نیز تحت تأثیر قرارگرفته و دستخوش پیچیدگی پروسه و همچنین شرایط محیطی قرارخواهد گرفت

---

درسیستمهای هوافضا که کاربردهای فراوانی نظیر حمل و نقل، صنایع نظامی و... دارند پروسه هدایت و ناوبری از حساسترین وپیچیده ترین پروسه های کنترلی می‌باشد. بنابراین طراحی یک سیستم کنترل که بتواند اهداف کنترلی خاص چنین سیستمهایی را محقق سازد مستلزم برخورداری از یک سری ویژگی ها و قابلیتهای منحصر به فرد خواهد بود. بنابراین تحقق این ویژگیها که عمدتاً دقت سیستم کنترل و بهینه سازی می باشد (مشتمل بر مینیمم سازی هزینه و مینیمم سازی خطای پروسه است) درخصوص سیستمهای هوافضا که عموماً حساس و پیچیده می باشند امری حیاتی و اجتناب ناپذیر خواهد بود.
همانگونه که خواهیم دید ماهواره به عنوان عضوی از این خانواده دارای رفتاری پیچیده بوده که معادلات دینامیک حاکم براین رفتار از نوع غیرخطی ترویجی و چند ورودی – چند خروجی می باشد. لذا درراستای ایجادویژگی های مذکور کنترل بهینه با مینیمم کردن شاخص کارایی تعریف شده، سیستم را بهینه سازی می نماید که طی آن با توجه به محدودیت توانی ماهواره و همچنین به منظور فرآهم آوردن شرایط عملکرد نرمال، ماهواره با دقت بسیار بالا به سمت زمین جهت گیری می کند قانون کنترل را محاسبه نموده و بنابراین انتخابی مناسب و برتر خواهد بود.
حال به منظور تحلیل پایداری و طراحی یک کنترلر مناسب نخست معادلات حاکم بر دینامیک ماهواره را به دست می آوریم. زیرا هنگام مطالعه سیستمهای کنترل باید بتوان سیستمهای دینامیکی را مدل کرده و مشخصات دینامیکی شان را تحلیل کرد.
رفتار دینامیکی بسیاری از سیستمها را می توان برحسب معادلات دیفرانسیل توصیف کرد. همیشه باید به خاطر داشت که یافتن یک مدل ریاضی مناسب مهمترین بخش تحلیل است.
در مسائل مربوط به کنترل بهینه و سیستمهای چند ورودی و چندخروجی استفاده از نمایش فضای حالت مفید تر است .
روند نوین درمهندسی سیستمها به سمت پیچیدگی بیشتر است، علت اصلی این امر لزوم انجام کارهای پیچیده و دقت بیشتر است. سیستمهای پیچیده می توانند چند ورودی و چند خروجی داشته، متغیر با زمان باشند. به خاطر لزوم برآوردن قیدهای سخت تر برعملکرد سیستمهای کنترل و افزایش پیچیدگی از مدلسازی درفضای حالت استفاده می شود.

دینامیک وضعیت ماهواره و فرضیات
درفصل سوم پس از المان گیری از عنصر جرم واقع درباس سیستم ماهواره و پس از انتگرال گیری از عنصر جرم معادله حرکت سیستم به صورت زیر درآمد.
حال با توجه به معادله به دست آمده و برای ساده سازی درتست پایداری و طراحی کنترلر برای حرکت دورانی ماهواره فرضیات زیر را در نظر می گیریم:
کل ماهواره را یک جسم صلب درنظر می گیریم. زوایای اویلر کوچک درنظر گرفته می شوند و درنتیجه با توجه به رابطه سینماتیکی زیر که در فصل سوم بدست آمده داریم : ازممان اینرسی چرخها درمقابل ممان اینرسی کل ماهواره به علت کوچکی صرفنظر می کنیم. با اعمال فرضیات بالا به معادله دینامیک ماهواره درنهایت رابطه زیر را خواهیم داشت :
حال برای راحتی و با فرض اینکه کلیه گشتاورهای خارجی و داخلی وارد بر ماهواره برابر با باشد، قرار می دهیم :
درنتیجه معادله حاکم بر دینامیک ماهواره با اعمال گشتاور به صورت زیر بدست می آید :
که در آن I ممان اینرسی کل ماهواره می باشد.
با توجه به این مهم که با قراردادن محورهای دستگاه مختصات بدنی بر محورهای اصلی ممان اینرسی ماهواره، تنسور اینرسی قطری خواهد شد داریم :
حال برای بدست آوردن معادله ماهواره در فضای حالت، بردار حالت وبردار ورودی را به صورت زیر درنظر می گیریم.
معادلات دینامیک ماهواره به صورت زیر به دست می آیند:
به صورت ماتریسی درفضای حالت داریم :

با توجه به تعریف ضرب خارجی دو بردار قسمت دوم طرف چپ عبارت بالا برابر است با دترمینان زیر :
دترمینان را بسط می دهیم پس داریم :
با جایگذاری عبارت حاصل از بسط دترمینان در عبارت اصلی داریم :

پس معادلات وضعیت ماهواره درفضای حالت به صورت زیر بدست می آیند:
تحلیل پایداری ماهواره و روش دوم لیاپانوف:
بطور کلی کنترل وضعیت برای یک ماهواره عبارت از نگهداری وضعیت چرخش آن درجهت های مطلوب می باشد. جهت طراحی زیر سیستم کنترل وضعیت به عنوان یکی از اساسی ترین زیر سیستمهای ماهواره ابتدا باید پایداری ماهواره بررسی گردد.
ازطرف دیگر ارتباط این زیرسیستم با سایر زیرسیستمها از جمله دقت سمت گیری آنتن ماهواره در زیر سیستم مخابرات، مانورهای حرارتی موردنیاز درسیستم کنترل حرارت و همچنین سمت گیری آرایه های خورشیدی مد نظر می باشد.
بدین منظور برای تحلیل پایداری سیستم ماهواره با توجه به معادلات غیرخطی حاکم بر این دستگاه از روش تحلیل پایداری لیاپانوف بهره جسته و سپس از کنترل بهینه درجه دوم به منظور تست کنترل مدل شبیه سازی شده توسط شبکه عصبی پارامتریک بهره می بریم. دراینجا روش پایداری لیاپانوف را اساس طراحی سیستمهای کنترل بهینه درجه دوم قرار می دهیم.

قیمت فقط5,000 تومان پرداخت و دانلود

مشخصات فروشنده

نام و نام خانوادگی : حسین طالب زاده

شماره تماس : [phone]

ایمیل :[e-mail]

سایت :fileforosh.ir

مشخصات فایل

فرمت : doc

تعداد صفحات : 48

قیمت : 5,000 تومان

حجم فایل : 170 کیلوبایت

برای خرید و دانلود فایل و گزارش خرابی از لینک های روبرو اقدام کنید...

پرداخت و دانلودگزارش خرابی و شکایت از فایل