مدل سازی و شناسایی سیستم چرخ عکس العملی با استفاده از داده های تجربی

در این مقاله، مدل دینامیکی خطی یک چرخ عکس العملی نمونه با استفاده از داده های تجربی شناسایی شده است. بدین منظور اطلاعات ورودی- خروجی چرخ عکس العملی در بستر سخت افزار در حلقه که شامل چرخ عکس العملی، درگاه ارتباطی CAN، برد پردازشی و نرم افزار لب ویو بوده، بصورت برخط با نرخ یک مگا بیت بر ثانیه ارسال و دریافت شده است. مدل سازی با فرض جعبه سیاه بودن مجموعه چرخ عکس العملی و مدار کنترلی داخل آن، با در نظر گرفتن ملاحظات آزمون تجربی، انجام شده است. در این راستا ابتدا رفتار چرخ عکس العملی با اعمال ورودی های سرعت زاویه ای و شتاب زاویه ای بررسی شده، سپس سیگنال های ورودی PRBS و Chirp برای شناسایی مدل چرخ توسط بستر سخت افزاری تولید و به چرخ اعمال شده است. داده های اعمالی فرمان و بازخورد ذخیره و بعد از بازیابی جهت شناسایی مدل چرخ استفاده شده است. با توجه به رفتار موتور الکتریکی، مدل های دینامیکی خطی ARX و ARMAX برای شناسایی مدل چرخ، در نظر گرفته شده و شناسایی برای چند مرتبه مختلف از مدل برای پاسخ سرعت زاویه ای انجام شده است. همچنین مرتبه تاخیر مناسب برای سیستم حلقه بسته چرخ و کنترل کننده آن بررسی و استخراج شده است. نهایتا خروجی مدل پیشنهادی به ازای یک سیگنال آزمون جدید با خروجی واقعی چرخ مقایسه و مدل پیشنهاد شده بوسیله داده های ارزیابی صحت سنجی شده است. نتایج مدل ارائه شده عملکرد مناسب مدل پیشنهادی برای بیان رفتار چرخ عکس العملی را نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

Reaction Wheel ، System identification ، Dynamic model ، Satellite ، Attitude control ، چرخ عکس العملی ، شناسایی سیستم ، ماهواره ، مدل دینامیکی ، کنترل وضعیت