کنترل تحمل‏ پذیر عیب مود لغزشی مبتنی ‏بر مشاهده‏گر یادگیری تکرار شونده یک سیستم صلب - انعطاف‌پذیر در حضور اغتشاشات خارجی

در این مقاله به طراحی الگوریتم‌ کنترل تحمل‌ پذیر عیب مبتنی ‌بر مشاهده‌ گر و کنترل فعال ارتعاشات به صورت همزمان جهت پایداری وضعیت فضاپیمای انعطاف ‌پذیر ناقص عملگر در قالب یک سیستم صلب-انعطاف‌پذیر که در معرض اغتشاشات خارجی قرار گرفته، پرداخته شده است. جهت تخمین خطای گشتاور ناشی از عیب عملگر، یک مشاهده‌ گر یادگیری تکرار شونده توسعه یافته است. یکی از ویژگی‌های اصلی این مشاهده‌گر خطا، لحاظ اغتشاشات خارجی در ساختار آن است. سپس، یک قانون کنترل تحمل ‌پذیر خطای مود لغزشی توسعه یافته مبتنی‌ بر ساختار تناسبی-انتگرالی-مشتقی با بهره سوئیچینگ متغیر با زمان برای تولید سیگنال‌ های کنترلی با عملکرد مطلوب طراحی شده است. در نهایت، جهت کاهش ارتعاشات باقی‌مانده حین و پس از مانور، الگوریتم کنترلی فیدبک نرخ کرنش به طور همزمان با الگوریتم کنترل تحمل‌ پذیر عیب فعال‌سازی می‌شود. تضمین پایداری کلی سیستم حلقه بسته با استفاده از تئوری لیاپانوف صورت پذیرفته است. شبیه ‌سازی‌های عددی در قالب یک مطالعه مقایسه‌ای حاکی از آن است که سیستم توسعه یافته عملکرد مطلوبی نسبت به الگوریتم‌های رایجی مانند‌ مود لغزشی انتگرالی در برابر خطای عملگر، اغتشاشات خارجی و تحریک مودهای انعطاف‌پذیر سیستم‌های با دینامیک صلب-انعطاف‌پذیر دارد.

iterative learning observer-based sliding mode fault tolerant control of a rigid-flexible system with external disturbances

the paper discusses the design of an observer-based fault-tolerant control algorithm and active vibration control for attitude stailization of a flexible spacecraft (as a rigid-flexible system) subject to external disturbances. an iterative learning observer has been developed in order to estimate the torque deviation caused by actuator faults. one of the main features of the proposed observer is the consideration of external disturbances in its structure. next, a fault-tolerant sliding mode control (smc) law based on a proportional-integral-derivative (pid) structure with a time-varying switching gain is proposed in order to generate control signals with ideal performance. to minimize residual vibrations during and after the maneuver, the strain rate feedback (srf) control algorithm is also activated simultaneously with fault-tolerant control. using lyapunov theory, the proposed control strategies guarantee global stability for the closed loop system. numerical simulations as a comparative study have been used to demonstrate the effectiveness of the developed system compared to conventional algorithms, such as integral sliding mode control, when handling actuator failures, external disturbances, and flexible body excitations in rigid-flexible dynamic systems.