کنترل وضعیت ماهواره صلب با مدولاسیون پهنا و فرکانس پالس با استفاده از کنترلگر تناسبی-انتگرالگیر-مشتقگیر اصلاح شده با الگوریتم مشاهدهگر

در این مقاله، عملکرد سیستم کنترل وضعیت تک محوره یک ماهواره صلب با مدولاتور پهنا و فرکانس پالس و عملگر تراستر از نوع دو وضعیتی (روشن یا خاموش) با استفاده از کنترلگر تناسبی- انتگرالگیر- مشتقگیر ((PID اصلاح شده، در شرایط اغتشاش خارجی پله بهبود یافته است. بدین منظور از کنترلگر PID مبتنی بر روش مشاهده گر استفاده شده است. عملگر تراستر با یک تابع تبدیل مرتبه دوم به همراه ثابت زمانی خالص مدل شده و فرکانس بروز رسانی خروجی مدولاتور، به عنوان ورودی عملگر تراستر دو وضعیتی، به مقدار ۴۰ هرتز محدود شده است. در این مطالعه، معیارهای دقت نشانه روی، میزان فراجهش پاسخ زاویه ای، مصرف سوخت و تعداد دفعات روشن شدن عملگر تراستر به ازای اغتشاش خارجی پله (با مقادیر مختلف)، مد نظر است. پارامترهای کنترلگر PID اصلاح شده بر مبنای مشاهده گر، با استفاده از روش جستجوی پارامتری تنظیم شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که میزان مصرف سوخت و زمان نشست پاسخ در روش کنترلگر مبتنی بر مشاهده گر نسبت به کنترلگر PID، در حالی که فراجهش پاسخ نیز حذف شده است، کاهش قابل ملاحظه ای داشته است. نهایتا قوام کنترلگر مبتنی بر مشاهده گر در مواجهه با عدم قطعیت در ممان اینرسی و عدم قطعیت در سطح نیروی تراست بررسی شده است.

کلیدواژه ها:

Satellite Attitude Control ، Pulse-Width Pulse-Frequency Modulator ، Modified PID Controller ، Observer-based Approach ، کنترل وضعیت ماهواره ، مدولاتور پهنا و فرکانس پالس ، کنترلگر PID اصلاح شده ، روش مشاهده گر