بهبود عملکرد کنترل وضعیت ماهواره با عملگر چرخ عکس العملی و با در نظر گرفتن نویز حسگر

در این مقاله، از روش بهینه سازی مقاوم برای کاهش اثر نویز حسگر بر عملکرد سیستم کنترل وضعیت ماهواره با عملگر چرخ عکس العملی استفاده شده است. در این راستا میانگین مطلق خطای نشانه روی وضعیت ماهواره به عنوان معیار عملکرد اصلی کنترلی انتخاب شده است. الگوریتم بهینه ساز مبتنی بر الگوریتم ژنتیک و روش تکرارهای متوالی مونت کارلو برای لحاظ کردن اثر نویز و بدست آوردن ضرایب کنترلی استفاده شده است. از دینامیک مرتبه اول برای مدل سازی چرخ عکس العملی به عنوان عملگر اصلی کنترلی با لحاظ کردن محدودیت عملی حداکثر گشتاور تولیدی استفاده شده است. همچنین از یک کنترل کننده تناسبی- انتگرالی- مشتقی (PI-D) اصلاح شده با روش مشاهده گر برای کنترل ماهواره استفاده شده است. سیگنال نویز سفید گوسی پس از عبور از یک فیلتر مرتبه اول به سیگنال های مسیر بازخورد زاویه و سرعت زاویه ای اضافه می شود. به منظور مقایسه منصفانه نتایج، ضرایب کنترلی به ازای شرایط شبیه سازی یکسان، برای دو رویکرد بهینه سازی مقاوم و بهینه سازی قطعی بدست آمده است. معیار عملکرد بر حسب تابع چگالی طیفی توان نویز به ازای دو رویکرد بهینه سازی بررسی شده است. نتایج مقایسه ای نشان می دهد، سیستم کنترلی که با روش بهینه سازی مقاوم تنظیم شده، معیار عملکرد آن در مواجهه با نویز مقاوم تر بوده و تغییرات کمتری دارد در حالی که معیار عملکرد روش بهنیه سازی قطعی، تغییرات بیشتری در مواجهه با نویز دارد. نتایج نشانگر ارجحیت استفاده از رویکرد بهینه سازی مقاوم برای سیستم کنترل در معرض نویز است.

کلیدواژه ها:

کنترل وضعیت ماهواره ، نویز حسگر ، بهینه سازی مقاوم ، چرخ عکس العملی ، تناسبی انتگرالی مشتقی اصلاح شده