کنترل وضعیت تحمل پذیر عیب نانوماهواره با استفاده از کنترل مد لغزشی نهایی سریع غیرتکین اصلاح شده تطبیقی

در این مقاله، روش کنترل غیرخطی تحمل پذیر عیب تطبیقی برای ردیابی وضعیت ماهواره با سه گشتاورساز مغناطیسی و یک چرخ عکس العملی در حضور نامعینی های اینرسی ، اغتشاشات خارجی و عیب عملگرها ارائه می گردد. ابتدا متغیر سطح لغزش طوری انتخاب می شود که از تکینگی جلوگیری کرده و بتواند همگرایی زمان محدود خطای ردیابی وضعیت ماهواره را تضمین کند. سپس، مد لغزشی نهایی سریع غیرتکین اصلاح شده به عنوان روش کنترل وضعیت تحمل پذیر عیب طراحی می شود. در ادامه، به منظور بهبود عملکرد سیستم کنترل حلقه بسته، بهره کنترلی روش پیشنهادی با استفاده از روش کنترل تطبیقی طراحی می شود. بهره کنترلی تطبیقی شده مستقل از باندهای بالا و پایین فاکتورهای اثربخشی عملگر طراحی شده است. اثبات پایداری با استفاده از کاندید تابع لیاپانوف نشان می دهد، خطای ردیابی وضعیت و سرعت زاویه ای به صفر همگرا می شوند. برای ارزیابی عملکرد روش ارائه شده، نتایج شبیه سازی ها با حالت غیرتطبیقی متناظر مقایسه می شود. این نتایج نشان دهنده عملکرد بهتر روش کنترلی پیشنهادی در ردیابی وضعیت مطلوب، کاهش چشمگیر مدت زمان همگرایی و کاهش چترینگ گشتاور کنترلی است.

Fault tolerant nano-satellite attitude control by adaptive modified nonsingular fast terminal control

In this paper, an adaptive fault tolerant nonlinear control is proposed for attitude tracking problem of satellite with three magnetorquers and one reaction wheel in the presence of inertia uncertainties, external disturbances, and actuator faults. Firstly, sliding surface variable is chosen based on avoiding the singularity of control signal and guaranteeing the convergence of attitude tracking error to zero in a finitetime. Subsequently, modified nonsingular fast terminal sliding mode is designed as fault tolerant control approach. Then, the control gain of reaching law is adaptively designed to improve the performance of proposed controller. The adaptive control gain is designed independent of the upper and lower bounds of the actuator effectiveness factors. Stability proof is performed by Lyapunov function candidate to show that attitude tracking errors and angular velocities are converged to zero. To evaluate the performance of proposed method, simulation results are compared with their nonadaptive version. Outcomes show better performance of the proposed controller in tracking the desired attitude, a significant reduction in convergence time, and reduction in the chattering of control torque.