مدل سازی، شبیه سازی و آنالیز دینامیک ماهواره انعطاف پذیر در MATLAB و ADAMS و صحت سنجی طراحی به منظور کاربردهای کنترل وضعیت

امروزه به منظور تامین توان الکتریکی از آرایه های خورشیدی انعطاف پذیر در بسیاری از ماهواره ها استفاده می شود. با وجود این طراحی قانون کنترل وضعیت برای یک ماهواره با اجزاء انعطاف پذیر بزرگ شامل دشواری هایی از جمله مدل سازی و دینامیک پیچیده می باشد. در این مقاله، انواع روش های مدل سازی ماهواره ی انعطاف پذیر بررسی شده و روش المان محدود جهت آنالیز مودال پیشنهاد می شود. در ادامه آنالیز مودهای فرکانسی ماهواره ی انعطاف پذیر به عنوان یک تیر یکسر گیردار متصل به بدنه صلب شامل مدل تحلیلی پیاده سازی شده در MATLAB و شبیه سازی المان محدود ارائه می شود. بدین منظور از ADAMS، Patran/Nastran و Abaqus جهت مدل سازی بهره گیری می شود که مشخصات فیزیکی ماهواره انعطاف پذیر با استفاده از پارامترهای Intelsat-۵ تعیین می شود. مقایسه عملکرد روش های آنالیز مودال با مدل عملیاتی ماهواره، حداکثر خطای نسبی ۳.۳۴ درصد را نشان می دهد. این تفاوت حاصل از مش بندی های متفاوت جهت آنالیز مودال، در نرم افزارهای شبیه سازی می باشد. در انتها صحت سنجی مدل با استفاده از شبیه سازی چندموضوعی ماهواره انعطاف پذیر صورت گرفته که خطای نسبی بین شبیه سازی های MATLAB و ADAMS قابل قبول می باشد. نتایج بیانگر کارآیی مدل های المان محدود جهت مدل سازی و حل معادلات دینامیک ماهواره ی انعطاف پذیر بوده که می تواند برای هدف طراحی قانون کنترل وضعیت مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

ماهواره انعطاف پذیر ، مدل سازی ، روش المان محدود ، مدل تحلیلی ، شبیه سازی چندموضوعی