کنترل وضعیت تطبیقی ماهواره با در نظر گرفتن عیب عملگرهای گشتاوردهنده مغناطیسی

در این مقاله، کنترل تطبیقی تحمل‌پذیر عیب مبتنی بر مد لغزشی نهایی سریع اصلاح شده برای ردیابی وضعیت ماهواره با عملگرهای گشتاوردهنده مغناطیسی و یک چرخ عکس‌العملی توسعه یافته است. روش مد لغزشی پیشنهادی به گونه‌ای طراحی شده است که در برابر عیب عملگرها، اغتشاشات و نامعینی‌های سیستم مقاوم بوده و عملکرد قابل قبول سیستم را حفظ نماید. قانون تطبیقی نیز با هدف تخمین حد بالای عبارت‌های نامعینی، افزایش دقت ردیابی و بهبود عملکرد سیستم طراحی شده است. این پارامتر، به همراه ضریبی از متغیر سطح لغزش در بخش رساننده قانون کنترل و به منظور حذف چترینگ استفاده شده است. پایداری و همگرایی زمان محدود متغیرهای وضعیت ماهواره با استفاده از روش لیاپانوف توسعه‌یافته به اثبات رسیده است. به‏منظور افزایش دقت ردیابی و برای جبران گشتاور موردنیاز، یک چرخ عکس‌العملی به‏عنوان افزونگی درنظر گرفته شده است. برای افزایش دقت روش کنترلی نیز مدل دینامیکی این عملگر و محدودیت‌های کلیه عملگرها مورد توجه قرار گرفته است. همچنین، عملکرد روش پیشنهادی با استفاده از شبیه‌سازی و تحت شرایط مذکور بررسی و نتایج آن با روش مشابهی مقایسه شده است. نتایج بیانگر همگرایی زمان محدود متغیرهای وضعیت، افزایش دقت ردیابی، هموار شدن تغییرات وضعیت ماهواره و تولید سیگنال کنترلی بدون چترینگ است

adaptive attitude control of a satellite by considering magnetorquer faults

in this paper, an adaptive fault-tolerant control based on modified nonsingular fast terminal sliding mode control is developed for attitude tracking of a satellite with three magnetorquers and one reaction wheel. the proposed approach is designed to be robust in the presence of actuator faults, external disturbances, and inertia uncertainties and preserve the acceptable performance of system. the adaptive law is designed to estimate the upper bound of uncertain expressions, increase the tracking accuracy, and improve the performance of system. this parameter with a coefficient of sliding surface variable are used in the reaching phase of control law to achieve the chattering-free phenomenon. stability and finite-time convergence of attitude variables is proved by the extended lyapunov condition. to increase the tracking accuracy and compensate the required torque, a reaction wheel is used as a redundancy. also, for increasing the control accuracy, the dynamics of this actuator is considered as well as the constraints of magnetorquers and reaction wheel. the simulations are performed and compared with the similar control method under the mentioned conditions to evaluate the performance of the proposed method. the results show the finite-time convergence, increasing the tracking accuracy, smoothing of satellite attitude changes, and generating the chattering-free control signals