طراحی و اعتبارسنجی تجربی سیستم بالانس جرمی خودکار برای شبیه ساز دینامیک وضعیت ماهواره

یک شبیه ساز یا سیمولاتور دینامیک وضعیت فضاپیما پیش از آنکه آماده مرکز جرم به نحوی که منطبق با مرکز دوران شود از ملزومات و مقدمات حیاتی است که پیش از هر آزمون باید انجام گیرد. انجام هرگونه آزمون دینامیکی و کنترلی گردد میبایست از لحاظ جرمی با فرایند بالانس جرمی عموما با جابجا کردن دستی وزنه هایی با جرمهای دقت بالانس شود تا گشتاور اغتشاشی ناشی از جاذبه زمین در آن به مختلف در راستای سه محور پلتفرم آغاز میشود که عملی وقت گیر و حداقل برسد. در این مقاله یک روش بالانس حلقه بسته نوین برای بالانس کم دقت اما حیاتی است. پس از آنکه با بالا رفتن دوره تناوب نوسانات صفحه افقی پلتفرم بر پایه استخراج مدل فضای حالت مسئله و طراحی کنترل فیدبک حالت طراحی شده است. روش پیشنهادی دارای ویژگیهایی از جمله حذف خطای حالت ماندگار برای دستیابی به بالانس دقیق تر، معرفی ورودی کنترلی افزایشی برای پیاده سازی مناسب تر و قابلیت طراحی روشمند بهره های کنترلی بر اساس معیارهای عملکردی میباشد. در مرحله نهایی موقعیت مرکز جرم و نابالانسی محور عمودی پلتفرم به روش حداقل مربعات تخمین زده شده و جبران میشود تا بالانس جرمی سه محوره کامل گردد. روش پیشنهادی ابتدا در یک شبیه سازی عددی از دینامیک غیرخطی سیستم مورد ارزیابی و تایید قرار گرفته و سپس با پیاده سازی بر روی یک بستر آزمون دینامیک وضعیت فضاپیما مورد اعتبار سنجی تجربی قرار گرفته است. نتایج شبیه سازیهای عددی و آزمون عملی بیانگر اثربخشی عملی روش پیشنهادی برای بالانس جرمی پلتفرم در کنار سهولت طراحی و پیاده سازی آن میباشد.

کلیدواژه ها:

بالانس جرمی ، شبیه ساز دینامیک ، وضعیت ماهواره ، حلقه بسته ، اعتبارسنجی تجربی