مدلسازی و کنترل غیرخطی یک جستجوگر ژیروسکوپ آزاد

در این قالب مدل سازی و کنترل غیرخطی یک جستجوگر ژیروسکوپ آزاد انجام شده است. جستجوگر ژیروسکوپ آزاد مورد مطالعه شامل یک روتور مغناطیس دائم است. حسگر بینایی در راستای آن قرار می گیرد. روتور مغناطیسی آزادانه با سرعت دورانی بسیار زیادی می چرخد، حال آنکه مجموعه بینایی و روتور جستجوگر، توسط دو طوقه یا قاب با دو درجه ازادی به بدنه جستجوگر ارتباط دارند. برای پویش یا ردگیری هدف، با اعمال جریان به سیم پیچ های تصویب به بدنه جستجوگر، گشتاور مورد نظر را روتور مغناطیس دائم ایجاد و به موجب آن راستای چرخش روتور نیست تغییر یابد. معادلات حرکت سیستم ژیروسکوپ آزاده روش نیوتون استخراج شده است. گشتاور الکترومغناطیسی وارد بر روتور مغناطیس دائم ژیروسکوپ آزاد توسط سیم پیچ های که در اطراف روتور مغناطیس دائم نصب شده اند، محاسبه شده و در ادامه برآیند گشتاور های وارد شده توسط میدان مغناطیسی به روتور گشتاور ناشی از اصطکاک لوله ها و در نتیجه معادلات کاملاً الکترومغناطیسی سیستم استخراج شده است. برای اهداف کنترلی معادلات حرکت جستجوگر به شکل معادلات حالت تبدیل شده و یک کنترل کننده غیرخطی به روش خطی ساز ورودی - خروجی برای سیستم مورد مطالعه پیشنهاد شده تا با تنظیم ورودی ها، خطای خروجی را به صفر رسانده و ردیابی را به خوبی انجام دهد در نهایت با شبیه سازی عملکرد کنترلر بررسی شده است.

Keywords:

الکترومغناطیسی , جستجوگر , ژیروسکوپ آزاد , کنترل غیرخطی , مدلسازی