طراحی و پیاده سازی الگوریتم کنترل وضعیت ماهواره با ماموریت تصویربرداری استریو در بستر تست نرم افزار در حلقه

در این مقاله کنترل وضعیت ماهواره های با قابلیت تصویربرداری استریو و با تلفیق مانورهای طولی و عرضی مطرح شده است . زمانی که ماهواره در مود عکسبرداری استریو عمل می نماید، رویت یک نقطه از سطح زمین از دو زاویه متفاوت مورد نیاز خواهد بود. برای این منظور مانورهای سریع و همزمان ماهواره حول محورهای رل و پیچ بعنوان راهکار اصلی مطرح می گردد. در این مقاله ابتدا سناریوی تصویربرداری بصورت استریو توسط یک ماهواره سنجش از دور بیان می شود. سپس به منظور انجام مانورهای مورد نیاز جهت اجرای این سناریو توسط ماهواره، یک الگوریتم کنترل وضعیت تناسبی - مشتقی برای مانورهای زاویه بزرگ و با استفاده از ۴ چرخ عکس العملی با ساختار هرمی طراحی می شود. در این روش، ترم های غیرخطی دینامیک چرخشی ماهواره بدلیل مانورهای زاویه بزرگ ماهواره در پاسخ سیستم موثر بوده و در طراحی قانون کنترل درنظر گرفته خواهد شد. از آنجاییکه چرخ های عکس العملی دارای ساختاری پیچیده بوده و عملکرد آنها به شدت بر روی دقت پایداری و دقت کنترل وضعیت ماهواره اثر می گذارند، لذا به منظور بررسی کارآیی سیستم کنترل وضعیت طراحی شده، مدل دقیق چرخ های عکس العملی مدنظر قرار می گیرد.سپس یک بستر سخت افزار در حلقه (Hardware in The Loop) جهت تست عملکرد سیستم کنترل وضعیت ماهواره ارائه می شود. این بستر سخت فزاری ، قابلیت تست الگوریتم های کنترل وضعیت را بصورت زمان حقیقی و در یک بستر سخت افزاری ، فراهم می آورد. در این بستر، مدلسازی بلادرنگ دینامیک ماهواره، اغتشاشات محیطی وارد بر آن و مدل دقیق چرخ های عکس العملی و حسگرهای ژیروسکوپ در کامپیوتر شبیه ساز انجام می شود و عملکرد الگوریتم کنترل وضعیت طراحی شده برای تحقق ماموریت تصویربرداری استریو، بصورت زمان حقیقی بررسی می شود.