Flexible Spacecraft Three Axis Attitude Maneuver by Active Vibration Control

Sayanjali, M.; Roshanian, J.; Ghafari, A.

Flexible Spacecraft Three Axis Attitude Maneuver by Active Vibration Control

Authors

M. Sayanjali

J. Roshanian

A. Ghafari

Abstract

In this paper, equation of motion of three axis attitude dynamic of flexible spacecraft is derived using combination of finite element method and Euler equation. Flexible appendafes are modeled by beam elements. Goal of control is target attitude of spacecraft from initial state to desired attitude and suppression of vibration that induced in flexible appendages. So a combination of backstepping and sliding mode control method used for three-axis attitude maneuver of flexible spacecraft and for suppressing vibration of flexible appendage used from active vibration control method by PZT actuator. Control law for vibration control is based on LQG method

Keywords

flexible spacecraft

three axis attitude maneuver

Sliding mode control

active vibration control

Article Title Persian

مانور سه‌محورة ماهوارة الاستیک همراه با کنترل فعال ارتعاشات

Authors Persian

محمد سینجلی

جعفر روشنی‌یان

علی غفاری

Abstract Persian

در این مقاله، معادلات حرکت وضعی مانور سه‌محورة ماهوارة الاستیک- با استفاده از روش اجزای محدود برای بیان جابه‌جایی ضمیمة الاستیک - استخراج شده است. به‌منظور انجام مانور وضعیت، یک کنترلر برای مانور وضعیت ماهواره طراحی شده است و کنترلر جداگانه‌ای برای حذف ارتعاشات ضمیمه الاستیک که به‌دلیل عملکرد سیستم کنترل وضعیت ایجاد می‌شود، طراحی شده است. از ترکیب دو روش مد لغزشی و بازگشت به عقب به‌منظورطراحی کنترلر وضعیت استفاده شده است. کنترلر ارتعاشات با استفاده از روش فیدبک مثبت مکان طراحی شده واز پیزوالکتریک به‌عنوان سنسور و عملگر برای کنترل فعال ارتعاشات استفاده شده است.

Keywords Persian

ماهواره الاستیک

مانور سه‌محوره

کنترل مدلغزشی

کنترل فعال ارتعاشات

Junkins, John L., Kim, Youdan. Introduction to Dynamic and Control of Flexible Structure, AIAA,1998.
Martin, D. and Bryson, E. “Attitude Control of a Flexible Spacecraft,” Journal of Guidance and Control, Vol. 3, No. 1, JAN-FEB. 1980.
Sidi, Marcel J., Spacecraft Dynamic and Control, A Practical Engineering Approach, Cambridge University Press, 1995.
Fujii, H., Ohtsuka, T. and Udou, S.,“Mission Function Control for a Slew Maneuver Experiment,” Journal of Guidance and Control, Vol. 14, No. 5, 1991.
Bang, Hyochoong, Cheol-Keun Ha and Hyoung Kim, Jin. “Flexible Spacecraft Attitude Maneuver by Application of Sliding Mode Control,” Acta Astronautica, 2005.
Hu, Qinglei and Ma, Guangfu. “Variable Structure Control and Active Vibration Suppression of Flexible Spacecraft during Attitude Maneuver,” Aerospace Science and Technology, Vol. 9, pp 307-317, 2005.
Skullestad, Aage and Gilbert, M. “H-Infinity Control of a Gravity Gradiant Stabilized Satellite,” Control Engineering Practice, Vol. 8, pp 975-983, 2000.
Le Ballois, Sandrine and Duc, Gilles. “H-Infinity Control of an Earth Observation Satellite,” Journal of Guidance, Control and Dynamic, Vol. 19, No. 3, May-June 1996.
Hu, Qinglei and Ma, Guangfu. “Variable Structure Control and Active Vibration Suppression of Flexible Spacecraft during Attitude Maneuver,” Aerospace Science and Technology, Vol. 9, pp 307-317, 2005.
Gawronski, Wodek K., Advanced Structural Dynamics and Active Control of Structures, Springer, 2000