کنترل وضعیت آشوبگونه ی فضاپیمای چندگانه با استفاده از کنترل پیش بین توزیع شده

این پایان نامه مسئله ی کنترل و سنکرون سازی وضعیت دینامیکی آشوبگونه ی فضاپیمای چندگانه را مورد بررسی و مطالعه قرار می دهد. تنظیم سرعت های زاویه ای و زوایای اویلر در راستای چارچوب های مختصاتی موجود جهت رسیدن به مقدار نهایی و یا ردیابی مسیر مرجع، به عنوان هدف نهایی این دسته از مسائل کنترلی تعریف می شود. ثابت شده است که هر جسم صلب در فضا، تحت تأثیر میدان های گرانشی و مغناطیسی اجرام و شارهای خورشیدی، می تواند دچار آشوب شود. به دلیل پیچیدگی بالای معادلات غیرخطی حاکم بر فضاپیما و استعدادی که در نشان دادن رفتار آشوبناک در آن ها وجود دارد، لزوم طراحی کنترل کننده های دقیق برای این سیستم ها ملموس است. از آنجا که سیستم های مقیاس بزرگ اغلب از تعداد زیادی زیرسیستم با فعل وانفعالات دینامیکی قوی تشکیل شده اند، استفاده از الگوریتم های سنتی و متمرکز لزوماً نمی تواند منجر به دستیابی به عملکرد مناسب در فرایند کنترل پلانت گردد، از این رو برای رسیدن به عملکرد مطلوب در زمان کم، استفاده از ساختارهای غیرمتمرکز و توزیع شده جهت پیاده سازی رویکردهای کنترلی توصیه می شود. اساس استفاده از این ساختارها، تجزیه ی سیستم به چندین زیرسیستم ساده و طراحی یک رویکرد کنترلی مجزا برای هر زیرسیستم است، به طوری که بخش های تجزیه شده در راستای رسیدن به هدف نهایی با هم تعامل داشته باشند. رویکرد کنترل کننده های پیش بین به دلیل مزایای طبیعی از قبیل توانایی پیش بینی رفتار آینده ی زیرسیستم ها و سادگی و وسعت عمل و …، یکی از رویکردهای مورد علاقه در بین پژوهشگران و صنعتگران است. الگوریتم های پیش بین بسیاری برای تضمین برخی خصوصیات اصلی از قبیل پایداری سیستم حلقه بسته و یا مقاوم بودن و یا عدم قطعیت های مدل توسعه یافته اند. در این پایان نامه، ضمن بیان تاریخچه ای از کارهای انجام شده در مورد فضاپیما و الگوریتم های کنترلی پیش بین، انواع ساختارهای متداول کنترل کننده های پیش بین، و به طور خاص کنترل کننده ی پیش بین توزیع شده، تشریح می شود. تجزیه ی سیستم ها به چندین زیرسیستم جزئی و ساده به عنوان بخش مهم ساختارهای توزیع شده نیز مورد اشاره قرار می گیرد. الگوریتم متوالی توزیع شده برای استفاده جهت سنکرون سازی فضاپیمای چندگانه ی آشوبناک پیشنهاد؛ و در نهایت، ضمن مقایسه ی نتایج حاصل از شبیه سازی ها بر روی یک توپولوژی فرضی با دیگر روش های ارائه شده در این زمینه، چالش های موجود بر سر راه کنترل کننده ی مدل پیش بین توزیع شده بیان و پیشنهاداتی برای ادامه ی کار در این زمینه برای علاقه مندان ارائه می شود.