Geri Dön

Nonlinear controller designs for a reaction wheel actuated observatory satellite

Tepki tekeri ile hareket eden gözlem uyduları için dogrusal olmayan denetleç tasarımları

PDF İndir

  1. Tez No: 176894
  2. Yazar: REŞAT ÖZGÜR DORUK
  3. Danışmanlar: PROF. DR. EROL KOCAOĞLAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Savunma ve Savunma Teknolojileri, Electrical and Electronics Engineering, Computer Engineering and Computer Science and Control, Defense and Defense Technologies
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2008
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmada, alçak yörüngeli görüntüleme uyduları için doğrusal olmayan yönelim denetleci tasarımları yapılmaktadır. Kullanılmakta olan uydu modeli Değiştirilmiş Rodriguez Parametreleri ile modellenmiş olup kaynaklarda sıklıkla rastlanan klasik uydu modelinden farklı olarak motor dahil olmak üzere tepki tekerlerinin etkilerini de içermektedir. Değiştirilmiş Rodriguez Parametreleri sürekli tersinir bir kinematik sağlaması açısından önemlidir. Kullanılmakta olan motor armatür kontrollü olup tüm sistemde yönelim, gövde hızları, tork ve tepki tekeri hızı olmak üzere dört grup durum vektörü söz konusudur. Yönelim kontrolü için temel olarak seçilen yaklaşım tasarımcıya tüm durum vektörlerini teker teker inceleme olanağı sunan geri adımlamalı denetleç tasarım yöntemini kullanmaktadır. Bunun yanı sıra, benzetimlerde karşılaştırma amacı ile geri beslemeye dayalı doğrusallaştırma yöntemine dayalı ikinci bir yaklaşıma da değinilmektedir. Her iki yaklaşımda öncelikle gerekli yönelimlere ulaşılabilmesini sağlayan bir gerekli tork değeri üretecektir. Bu bilgi, ölçerlerden gelen yönelim ve açısal hız bilgileri kullanılmak suretiyle tümlenerek tepki tekeri hız komutu üretilir. Tepki tekeri sistemini kontrol eden algoritma bu değeri kullanarak motorlardan gerekli torku üretilmesini sağlar. Geri adımlamalı yaklaşım için bozucu dış etkilere karşı kararlılığı analiz eden basit bir matematiksel yaklaşımda sunulacaktır. Ayrıca her iki yaklaşım için performansların analizine yönelik benzetimler gerçekleştirilmiş olup, yaklaşımların karşılaştırılmasıda bu safhada yapılmıştır.

Özet (Çeviri)

In this research, nonlinear attitude controllers are designed for a low earth orbit satellite intended to be used in observatory missions. The attitude is represented by the Modified Rodriguez Parameters (MRP) which is a minimal representation providing a fully invertible kinematics. As a difference from the classical satellite models existent in the literature, the model of this work incorporates the dynamics of the reaction wheel (actuator) including a brushless dc motor which is armature controlled. The total model has four group of state vectors which are the attitude, body rates, actuator torque and velocity. The main control approach of this research is developed by utilizing integrator back - stepping which provides a recursive stabilization methodology to the designer. For performance comparison, a second controller based on input output feedback linearization (IOFL) is presented. Both of the approaches produce a torque demand law and this is used for generating a desired reaction wheel velocity command. A reaction wheel controller uses the motor as the actuator and produces the necessary amount of the torque according to the desired wheel velocity command. In addition for the back - stepping based approach, a stability analysis against the external disturbance torques is also provided. Simulations are presented for validating the performance and robustness of the proposed controllers.

Geri Dön