مدل سازی تلاطم سوخت در یک فضاپیما و کنترل آن به وسیله روش کنترل فعال با استفاده از کنترل غیرخطی

تلاطم سوخت یکی از مهم ترین عوامل در برهم خوردن وضعیت فضاپیما از حالت مطلوب در مانور مداری است. بنابراین کنترل این پدیده از اساسی ترین مسائل در کنترل وضعیت به حساب می آید. دو نوع روش کنترلی فعال و غیرفعال برای کنترل تلاطم وجود دارد که با توجه به جواب دهی بهتر کنترل فعال در کنترل هم زمان تلاطم و وضعیت فضاپیما، اغلب از کنترل فعال استفاده می شود. برای این منظور در ابتدا باید دینامیک تلاطم را مدل کرد. در این مقاله، دینامیک تلاطم به وسیله مدل چندآونگی توصیف شده و معادلات دینامیک ترکیب شده فضاپیما و تلاطم به دست آمده است. در مدل ارائه شده، آونگ ها به طور آزادانه می توانند در فضای سه بعدی حرکت کنند و این موضوع باعث می شود که مدل به واقعیت نزدیک تر باشد. معادلات دینامیک ترکیب شده فضاپیما و تلاطم، غیرخطی هستند، بنابراین برای کنترل وضعیت در حالت واقعی تر باید از روش کنترل غیرخطی استفاده کرد. در این مقاله برای این منظور ابتدا دو تابع نامزد لیاپانوف پیشنهاد شده است و پس از آن با استفاده از این توابع کنترلرها به دست آمده اند. تاثیر کنترلرهای به دست آمده بر وضعیت فضاپیما و آونگ ها با انجام یک شبیه سازی نشان داده شده است. نتایج شبیه سازی نشان از عملکرد مناسب کنترلر های طراحی شده دارند، اگرچه تفاوت اندکی در پاسخگویی دو کنترلر نسبت به یکدیگر دیده می شود.

کلیدواژه ها:

Slosh modeling ، ۳D model ، Active control ، Sloshing control ، مدل سازی تلاطم ، مدل سه بعدی ، کنترل فعال ، کنترل تلاطم