طراحی سیستم ترکیبی کنترل ارتعاشات وارده به ماهواره

بر اساس مطالعات انجام شده بر روی پرتابگرها، ماهواره ها در هنگام پرتاب تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی ناشی از ارتعاشات شدید اعمالی از طرف ماهواره بر قرار میگ یرند که می تواند منجر به آسیب رساندن جدی به سازه و اجزای حساس داخلیم اهواره (نظیر سیستم های تصویربرداری، پنل های خورشیدی و...) و همچنین موجب کارکرد غیردقیق و عدم موفقیت ماهواره ها در انجام ماموریت مورد نظر می شود برای حل مشکل فوق استفاده از یک سیستم ترکیبی کنترل ارتعاشات ضروری به نظر می رسد از مهمترین مزایای سیستم ترکیبی استفاده شده کنترل ارتعاشات با فرکانس و دامنه های مختلف و کنترل شوک های وارده می باشد.در این تحقیق ابتدا به بررسی سیستم دینامیکی ماهواره بر و استخراج معادلات حرکت و همچنین محاسبه مقادیر ارتعاشات وارده به ماهواره از لحظه روشن شدن موتورها تا لحظه تز ریق به مدار پرداخته شده است سپس یک سیستم ترکیبی کنترل فعال پیشنهادی جهت کاهش ارتعاشات کلی ماهواره بر معرفی و به بررسی و تحلیل و ارائه نتایج عددی در مقابل ارتعاشات وارد شده به آن پرداخته شده است. در این سیستم ترکیبی یک رنیگ از جنس آلومینیوم به عنوان ایزوله کننده غیرفعال برای کاهش ارتعاشا تفرکانس بالا و سیستم کنترل فعال در سطح زیرین ماهواره به منظور کاهش دامنه ارتعاشات فرکانس پایین که با فرکانس طبیعی اجزای ماهواره برابر است طراح شده است در سیستم کنترل فعال از چهار عدد سنسور پیزوالکتریک ، شش عدد محرک الکترومغناطیسی، تقویت کننده، کنترل کننده با الگوریتم LQR و PID استفاده شده است نتایج در حالت استفاده از سیستم کنترلر کلاسیک PID و سیستم کنترلر مدرن در حالت بهینه LQR با یکدیگر مقایسه شده است نتایج حاصل مشخص می کند که استفاده از روش ترکیبی باعث کاهش شدید دامنه ارتعاشات انتقالی و افزایش قابلیت اطمینان در پرتاب ماهواره خواهد شد همچنین می توان از تجهیزات حساس تر در ماموریت استفاده نمود. کاهش وزن سازه به علت بکارگیری مواد با استحکام پایین تر از دیگر مزایای استفاده از این روش بوده که در نتیجه میت وان تجهیزات با وزن بیشتری را در ماهواره استفاده نمود.

Keywords:

ماهواره , کنترل ارتعاشات , کنترل لر LQR سیستم ترکیبی