در مقاله حاضر، برای کنترل حرکت نسبی در حرکت آرایشی فضاپیما، یک کنترلر مود لغزشی بهینه طراحی میشود. این کنترلر براساس معادلات خطی حرکت نسبی در مدار دایروی، طراحی شده و روی سیستم غیرخطی که تحت اغتشاش خارجی است، اعمال میگردد. در ابتدا کنترلر بهینه به روش خطی مرتبه دو طراحی و سپس برای مقاومسازی آن، روش کنترلی مود لغزشی انتگرالی بهکار گرفته میشود. در این تحقیق، فرض میشود که فضاپیماها در مدارات پایینزمین حرکت میکنند و اغتشاش حاصل از عدم کرویت زمین (J2)به عنوان اغتشاش خارجی لحاظ میگردد. پایداری سیستم حلقه بسته توسط روش دوم لیاپانوف اثبات شده و عملکرد کنترلر مود لغزشی بهینه در تعقیب آرایش مطلوب با کنترلر مود لغزشی مقایسه میشود. نتایج شبیه سازی عملکرد موثر کنترلر پیشنهادی را نشان میدهد
[1] Kristiansen, R. and Nicklasson, P. J., “Spacecraft Formation Flying: a Review and New Results on State Feedback Control,” Acta Astronautica, Vol. 65, Issues 11-12, 2009, pp. 1537–1552.
[2] Alfriend, K. T. and et al., Spacecraft Formation Flying Dynamics, Control and Navigation, First Edition, Elsevier, Astrodynamics Series, 2010.
[3] Carter, T., “Clohessy-Wiltshire Equations Modified to Include Quadratic Drag,” Journal of Guidance, Control and Dynamics, Vol. 25, No. 6, 2002, pp. 1058–1063.
[4] Schaub, H. and Alfriend, K. T., “J2-Invariant Relative Orbits for Spacecraft Formations,” Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy, Vol. 79, Issue 2, 2001, pp. 77–95.
[5] Schaub, H. and Junkins, J. L., Analytical Mechanics of Space Systems, AIAA Education Series, 2003.
[6] Yeh, H. H., Nelson, E., and Sparks, A., “Nonlinear Tracking Control for Satellite Formations,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 25, No. 2, 2002, pp. 376–386.
[7] Massey, T. and Shtessel, Y., “Continuous Traditional and High-order Sliding Modes for Satellite Formation Control,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 28, No. 4, 2005, pp. 826–831.
[8] Hui, L., Junfeng, L. and Baoying, H., “Sliding Mode Control for Low-thrust Earth-Orbiting Spacecraft Formation Maneuvering,” Aerospace Science and Technology, 10, No. 7, 2006, pp. 636–643.
[9] Hui, L. and Li, J., “Terminal Sliding Mode Control for Spacecraft Formation Flying,” IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol. 45, No. 3, 2009, pp. 835–846.
Wang, Z. and Zhang, Y., “Design and Verification of a Robust Formation Keeping Controller,” Acta Astronautica, 61, Issues 7-8, 2007, pp.565–574.
Bo, X. and Gao Y., “Sliding Mode Control of Space Robot Formation Flying,” Proceedings of the 4th International Conference on Autonomous Robots and Agents, Wellington, New Zealand, Feb, 2009, pp. 561–565.
Bae, J. and Kim, Y., “Adaptive Controller Design for Spacecraft Formation Flying Using Sliding Mode Controller and Neural Networks,” Franklin Institute, Vol. 349, Issue 2, 2012, pp. 578–603.
Utkin, V. and Shi, J., “Integral Sliding Mode in Systems Operating under Uncertainty Conditions,” Proceedings of 35th Conference on Decision and Control, Japan, December, 1996, pp. 4591–4596.
Slotine, J. E. and Li, W., Applied Nonlinear Control, Prentice-Hall, 1991.
Anderson, B D O. and Moore, J B., Optimal Control Linear Quadratic Methods, Prentice-Hall, 1989.
Sabol, C., Burns, R. and Mclaughlin, C A., “Satellite Formation Flying Design and Evolution,” Spacecraft and Rockets, Vol. 38, No. 2, 2001, pp. 270–278
