طراحی کنترل کننده lqg/ltr برای کنترل وضعیت ماهواره زمین آهنگ با استفاده از مدل کاهش یافته کواترنیون ها
Abstract
در این مقاله به طراحی کنترل¬کننده lqg/ltr برای کنترل وضعیت ماهواره زمین آهنگ در فاز نامی پرداخته می¬شود. طراحی مد نظر از سه بخش طراحی رگولاتور lqr، فیلتر کالمن توسعه یافته و بخش ltr تشکیل می¬شود. طراحی کنترل¬کننده براساس مدل خطی ماهواره و با استفاده از مدل کاهش¬یافته کواترنیون¬ها انجام می-شود. مدل کاهش¬یافته کواترنیون¬ها مشکل عدم کنترل¬پذیری سیستم، در زیرفضاهای غیر قابل کنترل مدل کامل، را حل می¬کند. عملگر مورد استفاده در این مقاله چرخ عکس¬العملی و حسگرهای مد نظر، حسگر خورشید و زمین هستند. روش lqr روشی ایده¬آل محسوب می¬شود و نویز موجود در مدل و حسگرها را لحاظ نمی-کند. از اینرو، از فیلتر کالمن توسعه یافته برای تخمین حالت¬های آغشته به نویز استفاده کرده و بر اساس حالت¬های تخمینی کنترل¬کننده¬های lqg و lqg/ltr طراحی می¬شود. ضرایب بهره کنترل¬کننده¬ها نیز بر اساس مدل کاهش¬یافته کواترنیون¬ها حول نقطه تعادل و با در نظر گرفتن فرکانس حلقه بسته سیستم بدست می-آیند. به¬منظور مقاوم کردن کنترل¬کننده در برابر اغتشاشات ناشی از تشعشعات خورشیدی، مقادیر تکین کنترل¬کننده lqg را در بخش ltr به سمت فیلتر کالمن میل می¬دهیم. نتایج نشان می¬دهد که کنترل¬کننده lqg/ltr عملکرد بهتری نسبت به کنترل¬کننده lqg داشته و محدوده مقاومت مناسبی در برابر اغتشاشات ایجاد می¬کند.