Development of MIL and PIL testbed  for Student Microsatellite Attitude Control Subsystem

Sajjad, Niki; Mirshams, Mehran; Jaliian, Shahrokh

doi:10.30699/jsst.2021.1205

Development of MIL and PIL testbed for Student Microsatellite Attitude Control Subsystem

Document Type : Original Research Paper

Authors

Niki Sajjad ¹

Mehran Mirshams ²

Shahrokh Jaliian ³

¹ Department of Aerospace Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

² Department of Aerospace Engineering, K.N. Tossi University of Technology, Teran, Iran

³ Department of Satellite Research Institute, Iranian Space Research Center, Tehran, Iran

10.30699/jsst.2021.1205

Abstract

This paper presents design, analysis and performance verification test of student microsatellite Attitude Determination and Control Subsystem (ADCS) . ADCS design and implementation procedure contains several various steps. There are four main test levels during simulation called “Model-in-the-Loop”, “Software-in-the-Loop”, “Processor-in-the-Loop” and “Hardware-in-the-Loop”. This paper is a result of scientific and practical research during two years, on the student microsatellite, which is an eight-nation collaboration project among Asia-Pacific universities. In what follows, “Model-in-the-Loop” and “Processor-in-the-Loop” test and simulation will be discussed. The aim of this paper is to illustrate the result of these two tests and validate the ADCS design. In the end, it is demonstrated that designed control algorithms are precise enough to meet the student microsatellite ADCS requirements and they can be used in the next level of microsatellite development.

Keywords

microsatellite

Simulation

Attitude Control

Detumbling

Nadir pointing

Model-in-the-Loop

Processor-in-the-Loop

20.1001.1.20084560.1399.13.3.5.9

Subjects

Space subsystems design: (navigation, control, structure and…)

Article Title Persian

توسعه بستر مدل در حلقه و پردازشگر در حلقه زیرمجموعه کنترل وضعیت میکرو ماهواره ی دانشجویی

Authors Persian

نیکی سجاد ¹

مهران میرشمس ²

شاهرخ جلیلیان ³

¹ گروه مهندسی فضایی، دانشکده هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

² دانشکده مهندسی هوافضا، صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

³ پژوهشکده سامانه‌های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران

Abstract Persian

در این مقاله، شبیه‌سازی مدل در حلقه و تحلیل و ارزیابی عملکرد زیرمجموعه کنترل وضعیت ماهواره‌ِی کلاس وزنی میکرو با استفاده از روش پردازشگر در حلقه توضیح داده شده است. شبیه‌سازی و پیاده‌سازی زیرمجموعه کنترل وضعیت در مراحل مختلف طراحی ماهواره و زیرمجموعه‌های آن انجام می‌گیرد. طبق استانداردهای موجود فضایی برای ارزیابی طراحی، شبیه‌سازی به صورت "مدل در حلقه"، "نرم‌افزار در حلقه"، "پردازشگر در حلقه" و "سخت‌افزار در حلقه" از مراحل اصلی ارزیابی می‌باشد. این مقاله حاصل پژوهش علمی و عملی وسیع در طی دو سال بر روی میکرو ماهواره‌ی دانشجویی است که در قالب همکاری بینالمللی بین دانشگاهی در دست انجام می‌باشد. در متن پیش رو ضمن توضیح چگونگی شبیه‌سازی در مراحل "مدل در حلقه" و "پردازشگر در حلقه"به مقایسه‌ی نتایج آن دو و صحت‌سنجی الگوریتم‌های تعیین و کنترل وضعیت ماهواره پرداخته خواهد شد. نتایج بدست آمده حاکی از دقت قابل قبول شبیه‌سازی‌های صورت پذیرفته و تایید امکان به کار گیری نتایج طراحی در مراحل بعدی توسعه زیرمجموعه می‌باشد.

Keywords Persian

ماهواره میکرو

شبیه‌سازی

کنترل وضعیت

آرام سازی

سمت گیری زمین

مدل در حلقه

پردازشگر در حلقه