کنترل فعال ارتعاشات و مانور فضاپیمای انعطافپذیر با الگوریتمهای مقاوم و مود لغزشی ترمینال سریع غیرتکین
نویسندگان
1 عضو هیات علمی / عضو هیئتعلمی پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران
doi
چکیده
در این مقاله، طراحی الگوریتمهای مقاوم فعال ارتعاشات و مود لغزشی ترمینال سریع غیرتکین برای مانور وضعیت فضاپیمای انعطافپذیر بررسی شده است. در ابتدا مدل دینامیک غیرخطی کاملاً کوپل صلب-انعطافپذیر فضاپیما در مانور وضعیت سه محوره با استفاده از معادلات لاگرانژ شبه مختصات استخراج شده است. سپس الگوریتمی برای کنترل همزمان وضعیت و ارتعاشات سیستم مبتنی بر سطح لغزش ترمینال غیرتکین سریع که به همگرایی خطاهای ردگیری وضعیت و سرعتهای زاویهای (به صفر) در زمان محدود و در حضور نامعینیها و اغتشاشات خارجی منجر میشود، طراحی شده است. در ادامه ارتعاشات باقیمانده ناشی از دینامیک پنلهای انعطافپذیر حین و پس از مانور با بهکارگیری یک الگوریتم مقاوم کنترل فعال ارتعاشات با استفاده از وصلههای حسگر/عملگر پیزوالکتریک بهصورت نمایی کاهش یافته است. همگرایی زمان محدود سیستم حلقه بسته با رویکرد هیبرید کنترلی و با بهکارگیری تئوری پایداری لیاپانوف اثبات شده است. شبیهسازیهای عددی با استفاده از روش رانگ-کوتای مرتبه 4، عملکرد و مزیت بهکارگیری همزمان کنترلرهای مقاوم وضعیت و ارتعاشات پیشنهادی در مقایسه با رویکردهای رایج کنترل سیستمهای دینامیکی با انعطافپذیری سازهای را ارائه میدهد.