طراحی کنترل‌کننده تطبیقی فازی بر اساس معیار اولرینت برای ماهواره

انجام مانور با بیشترین دقت، سرعت و کمترین توان همواره از چالش های مطرح در زمینه طراحی سیستم کنترل ماهواره ها و فضاپیماها بوده است. در این مقاله انواع روش های کنترلی برای کنترل وضعیت ماهواره به دور از پیچیدگی مدل سازی عملگرها ولی در حضور عدم قطعیت و اغتشاشات موجود در ماهواره ها مقایسه شد تا پاسخی صریح برای کمینه کردن معیار اولرینت به دست آید که این معیار انتگرال زاویه اویلر بین دستگاه بدنی و هدف، حول محور اویلر در طول زمان و به نوعی تفسیری از سرعت عملکرد و خطای وضعیت ماهواره در هر سه محور کنترلی محسوب می شود. ابتدا با استفاده از کنترل تناسبی مشتق گیر، مقایسه معیار اولرینت در اعمال روابط سینماتیکی مختلف (معادلات نرخی اویلر، معادلات بردارهای کواترنیون و معادلات ماتریس کسینوس هادی) به مدل خطی و غیرخطی ماهواره انجام شد و سپس با استفاده از روابط سینماتیک کواترنیون که کمترین مقدار اولرینت را داشت، با تغییر کنترل کننده تناسبی مشتق گیر به کنترل کننده های بهینه تنظیم کننده مربعی خطی، جایابی قطب، تطبیقی، فازی و تطبیقی فازی به مقایسه معیار اولرینت بین روش های مختلف پرداخته شد تا بهترین روش ازلحاظ رفتار فرکانسی پاسخ، کمترین میزان معیار اولرینت و کمترین تلاش کنترلی برای کنترل وضعیت ماهواره و مقابله با اغتشاش و نامعینی به دست آید.

Adaptive-Fuzzy Controller Design Based on the EULERINT Criterion for Satellit

Maneuvering with the highest speed and low power has always been a challenge to design a satellite and spacecraft control system. In this paper, apart from the complexity of modeling actuators, different control methods were used to control the satellite attitude in the presence of uncertainties and disturbances in satellites, in order to obtain an explicit response to minimize the EULERINT criterion. The EULERINT criterion is the integral of the Euler angles between the body axes and the target around Euler's axis over time and somehow interprets the speed of the satellite maneuver in the three control axes. First, using the proportionalderivative control, the comparison of the EULERINT criterion in the application of different kinematic representations (Euler, quaternion vectors and direction cosine matrix equations) in linear and nonlinear models of the satellite was carried out. Then the comparison of the EULERINT criterion between the different methods was presented using the quaternion kinematic, which has the least amount of EULERINT, through changing the proportionalderivative controller to linearquadratic regulator controllers, pole placement, adaptive, fuzzy, and adaptivefuzzy. The comparison was conducted to achieve the best control method in terms of frequency response, the lowest EULERINT and the least control effort to control the attitude of the satellite in the presence of disturbance and uncertainty.