کنترل وضعیت یک فضاپیمای دارای تلاطم سوخت با استفاده از مدل توپ پالسی متحرک

یکی از عوامل مهم تاثیرگذار بر وضعیت فضاپیماها، پدیده تلاطم مایع موجود در مخازن آن هاست. اهمیت شناسایی و کنترل این پدیده زمانی مشخص می شود که سیستم کنترل وضعیت فضاپیما تحت تاثیر این پدیده نتواند وضعیت فضاپیما را در حالت مطلوب حفظ کند. تلاطم سیال در مخازن فضاپیما در حین انجام مانور مداری اثرات نامطلوبی دارد که ممکن است به شکست ماموریت فضایی منجر شود. بنابراین با توجه اهمیت مانور مداری صحیح برای رسیدن به مدار هدف، باید قبل از انجام مانورهای مداری تلاطم مدلسازی و روشی مناسبی برای کنترل آن انتخاب شود. در این مقاله با استفاده از یک روش جدید به مدلسازی تلاطم در مخازن پرداخته و همچنین برای اولین بار کنترل وضعیت فضاپیما و کنترل تلاطم به طور همزمان با استفاده از این مدل شبیه سازی شده است. تلاطم سوخت بااستفاده از مدل توپ پالسی مدل سازی و معادلات دینامیکی کل سیستم با استفاده از معادلات کرشهف استخراج شده است. کنترلر طراحی شده برای کنترل همزمان تلاطم سوخت و وضعیت فضاپیما، کنترلر PID است. مانور فضاپیما و حرکت توپ پالسی در صفحه در نظر گرفته شده و در نتیجه سیستم فضاپیما و توپ پالسی دارای چهار درجه آزادی خواهد شد. نتایج شبیه سازی نشان دهنده موفقیت آمیز بودن کنترلر طراحی شده و مدل سازی انجام شده برای کنترل همزمان تلاطم و وضعیت می باشد

کلیدواژه ها:

تلاطم سیال ، مدل توپ پالسی متحرک ، کنترلر PID ، دینامیک ترکیب شده تلاطم و فضاپیما.