علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

کنترل پیش‌بین مدل برای حرکت نسبی وضعی-انتقالی فضاپیما با استفاده از مدل کواترنیون دوگانه

نوع مقاله : مقالة‌ پژوهشی‌

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران
2 دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران
3 پژوهشکده تحقیقات فضایی، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایر ان
چکیده
مدل‌سازی یکپارچه حرکت نسبی وضعی-انتقالی فضاپیما، موضوعی نوظهور و مورد توجه برای طراحی، تحلیل و کنترل سیستم‌های فضایی چندعاملی است. کواترنیون دوگانه یک راه‌حل رضایت‌بخش برای این مسئله پیچیده است. از سوی دیگر، کنترل پیش‌بین مدل (MPC) یک روش کنترل قدرتمند مدل-مبنا با برتری‌های شناخته‌شده نسبت به سایر رویکردهای کنترل مدرن مورد استفاده در زمینه کنترل فضاپیما است. تعبیه مدل کواترنیون دوگانه در رویکرد MPC برای سیستم‌های پیچیده، یک چارچوب کنترلی ارزشمند را به دست می‌دهد. با این حال، این انگاره مشتمل بر برخی دشواری‌هاست که لازم است برای آن‌ها غلبه شود. این موضوع در پژوهش حاضر، مورد بررسی دقیق قرار گرفته است. برای این منظور، ابتدا مفهوم کواترنیون دوگانه و ابزارهای مربوطه بررسی می‌شوند. متعاقباً، فصل مشترک‌های بالقوه بین روابط کواترنیون دوگانه و چارچوب MPC برجسته می‌شوند. بر این اساس، یک روش MPC تکه‌ای-همگر مبتنی بر مدل کواترنیون دوگانه برای یک مأموریت کنترل نسبی وضعی-انتقالی فضایی که چرخ‌های عکس‌العملی را به عنوان عملگرهای وضعی دربرداشته و در عین حال مشتمل بر یک عملگر ایده‌آل برای حرکت انتقالی است، معرفی و توسعه داده می‌شود. اثربخشی روش یکپارچه پیشنهادی با شبیه‌سازی ارزیابی می‌گردد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 11 آذر 1404

  • تاریخ دریافت 20 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 10 آبان 1404
  • تاریخ پذیرش 01 آذر 1404
  • تاریخ اولین انتشار 11 آذر 1404