در این پایان¬نامه تاثیر مدل¬سازی عملگر تراستر بر کنترل وضعیت ماهواره الاستیک با استفاده از دو دسته تراستر با گشتاور مخالف بررسی شده¬است. مدل¬های مختلف تراستر مانند مدل ایده¬آل با تاخیر زمانی خالص، مدل¬ تابع تبدیل مرتبه n، مدل تقریبی ذوزنقه برای عملگر تراستر تشریح شده و با یکدیگر مقایسه شده¬است. در تابع تبدیل تراستر دینامیک تراستر به صورت یک تابع تبدیل مرتبه دلخواه با قطب¬های یکسان به همراه یک تأخیر زمانی خالص مدل شده است. همچنین کنترل وضعیت تک محوره ماهواره الاستیک با کنترلگر اشمیت¬تریگر و مدولاتور پهنای فرکانس پالس انجام شده است. برای تطبیق پروفیل تجربی تراستر با مدل¬های مذکور، ثابت زمانی مدل¬ها به سه روش سعی و خطا، یکسان سازی فاز روشن و خاموش و روش ثابت زمانی معادل بدست آورده شده¬است. در ادامه، مطالعه تأثیر پارامترها در عملکرد کنترل وضعیت ماهواره (مصرف سوخت و زمان مانور) انجام شده است. نتایج شبیه¬سازی نشان می¬دهد که بسته به نوع کنترلگر و مقادیر پارامترها می¬توان به نتایج متفاوتی به ازای مدل¬های مختلف تراستر دست یافت.

در این پایان نامه، مدولاتور پهنا و فرکانس پالس مورد مطالعه قرار گرفته و پس از بهینه سازی پارامتری، ساختارهای پالسی جدیدی بر مبنای آن ارائه شده است. مدولاتور پهنا و فرکانس پالس شامل بلوک اشمیت تریگر، فیلتر مرتبه اول و پسخورد است که این ساختار شامل پارامترهای آستانه روشن و خاموش شدن اشمیت تریگر، بهره و ثابت زمانی فیلتر و ماکزیمم سطح گشتاور می باشد. در ابتدا رفتار استاتیکی مدولاتور پهنا و فرکانس پالس بررسی شده و معادلات آن ذکر شده است. سپس مطالعات پارامتری این مدولاتور انجام شده و تأثیر هر پارامتر بر رفتار مدولاتور بررسی شده است. در ادامه با استفاده از مدل شبه بی بعد این مدولاتور در یک ماهواره صلب در مانور rest-to-rest تک محوره، بهینه سازی پارامتری در سه سطح استاتیکی (ورودی مدولاتور مقدار ثابت)، دینامیکی (ورودی مدولاتور پالس سینوسی) و سیستمی (مدولاتور در سیستم کنترل وضعیت) انجام شده و بازه هایی برای هر یک از پارامترهای مدولاتور به ازای بازه ای از مقادیر دستور زاویه شبه بی بعد ورودی پیشنهاد شده است. در ادامه، به طراحی مدولاتورهای پالسی جدیدی بر مبنای مدولاتور پهنا و فرکانس پالس پرداخته شده است. هدف از این قسمت ارائه مدلی نوین برای کاهش معیارهای عملکردی مصرف سوخت، دفعات روشن و خاموش شدن تراستر و یا زمان نشست است. در این پژوهش سه مدل ارائه شده است. در مدل اول با تغییر ساختار رفتار سیستم بررسی شده و نواحی مناسب برای استفاده از این مدل پیشنهاد شده است. سپس در مدل دوم با ترکیب مدولاتور پهنا و فرکانس پالس و مدولاتور نرخ کاذب با ضریب وزنی، مدل جدیدی از مدولاتورهای پالسی ارائه شده که می تواند عملکرد سیستم را بهبود بخشد. در نهایت نیز در مدل سوم با بررسی کنترل زمان یا زمان-مصرف سوخت بهینه ساختار متغیری برای این مدولاتور ارائه شده که در هر لحظه کنترل زمان یا زمان-مصرف سوخت بهینه را دنبال کند. در فصل آخر نیز اثرات الاستیسیته و عدم قطعیت ممان اینرسی و سطح تراست بر نتایج به دست آمده بررسی شده است.

در این پایان¬نامه، به منظور بهبود عملکرد کنترل وضعیت تک¬محوره ماهواره صلب و انعطاف¬پذیر با مدولاتور پهنا و فرکانس پالس و تراستر دو وضعیتی (روشن– خاموش) در حضور اغتشاش پله، از کنترلگر pid اصلاح¬شده استفاده شده¬است. برای این منظور، از سه روش ضد جمع¬شوندگی محاسبات بازگشتی، روش انتگرال¬گیری شرطی و مشاهده¬گر استفاده شده¬است. در این مطالعه، معیارهای دقت نشانه¬روی، فراجهش، مصرف سوخت و تعداد دفعات روشن¬شدن تراستر به ازای اغتشاش خارجی پله، مد نظر است. نتایج شبیه¬سازی¬ نشان می¬دهد که میزان فراجهش روش مشاهده¬گر، به شدت نسبت به کنترلگر pid و دو روش محاسبات بازگشتی و انتگرال¬گیری شرطی، کاهش می¬یابد. به علاوه برحسب اینکه میزان اغتشاش پله چه میزان باشد، میزان مصرف سوخت به طور قابل توجهی کاهش می¬یابد. همچنین تعداد دفعات روشن¬شدن تراستر در حضور اغتشاش نسبت به سه کنترلگر دیگر، در اکثر بازه¬ها (بر حسب میزان اغتشاش) کمتر شده¬است. مقاومت چهار روش مورد مطالعه در حضور عدم قطعیت در سطح تراستر و مقدار ممان اینرسی ماهواره بررسی شده¬است، که نشان¬دهنده عملکرد قابل قبول چهار روش مذکور در حضور عدم قطعیت است. در مجموع با توجه به مطالعه مقدماتی حاضر، کنترل وضعیت تک¬محوره با مدولاتور پهنا و فرکانس پالس به همراه کنترلگر pid اصلاح¬شده مبتنی بر روش مشاهده¬گر، به¬ازای اغتشاش پله، بر دو روش محاسبات بازگشتی و انتگرال¬گیری شرطی ساده، ارجحیت دارد.