طراحی و پیاده‌ سازی عملی جبران‌ ساز خرابی عملگر تطبیقی برای شبیه‌ ساز کنترل وضعیت ماهواره

در این مقاله به طراحی و پیاده ‌سازی عملی یک جبران ‌ساز تطبیقی برای شبیه‌ساز کنترل وضعیت ماهواره در حضور خرابی‌های عملگر و عدم‌قطعیت‌های مدل پرداخته می‌شود. یک روش تطبیقی مبتنی بر گام به عقب برای جبران خرابی‌های عملگر که زمان رخ‌دادن، الگو و مقادیرشان نامعلوم است، پیشنهادشده است. روش کنترل گام به عقب تطبیقی با ترکیب ماتریس اینرسی و ماتریس توزیع به جبران عدم‌قطعیت‌های خرابی عملگر می‌پردازد. آنالیز پایداری کنترل‌کننده تطبیقی پیشنهادی برای دینامیک شبیه‌ساز ماهواره با خرابی‌های عملگر انجام‌گرفته است. کنترل‌کننده پیشنهادی بر روی شبیه‌ساز کنترل وضعیت ماهواره با چرخ عکس‌العملی افزونه پیاده‌سازی شده است. نتایج شبیه‌سازی و مطالعات آزمایشگاهی برای بررسی عملکرد کنترل‌کننده در حضور سه نوع خرابی قفل‌شونده، سینوسی، و کامل در سیستم شبیه‌ساز کنترل وضعیت ماهواره ارائه‌شده است. نتایج خروجی نشان‌دهنده تطبیق مناسب نتایج شبیه‌سازی و آزمایشگاهی در بهبود عملکرد سیستم تحت کنترل‌کننده پیشنهادی برای جبران‌سازی خرابی عملگر در حضور عدم‌قطعیت‌های مدل در سیستم است.

design and experimental implementation of adaptive actuator failure compensator for spacecraft attitude control simulator

this study deals with the design and experimental implementation of an adaptive actuator failure compensator for a spacecraft attitude control simulator in the presence of unknown actuator failures and uncertainties. the adaptive actuator failure compensation controller is designed using the backstepping method, which considers uncertainties in the time of occurrence, values, and failure patterns. the adaptive backstepping control method is designed to compensate for the uncertainties of the actuator failure by incorporating the inertia matrix and the distribution matrix. the stability analysis of the proposed adaptive controller for the dynamics of the spacecraft simulator with actuator failures has been carried out. simulation results and laboratory studies are presented to show the effectiveness of the proposed controller in the presence of stuck, sinusoidal, and complete failures in the spacecraft attitude control simulator system. the results indicate the good performance of the proposed method in the presence of unknown actuator failures and model uncertainties in the system.