Điều khiển tư thế vệ tinh qua bánh đà bằng kỹ thuật sliding mode

Bài báo này trình bày một phương pháp dùng kỹ thuật sliding mode (điều khiển trượt) để điều khiển tư thế vệ tinh với hai phiến pin mặt trời có khả năng đàn hồi. Với một vệ tinh di chuyển theo quỹ đạo quanh Trái Đất, các nhiệm vụ liên lạc luôn đòi hỏi được cung cấp năng lượng, vì vậy việc điều khiển cho các phiến pin hướng về phía mặt trời nhiều nhất có thể là một vấn đề trọng yếu. Trước hết, một mô hình động lực học của vệ tinh với ba bánh đà và động...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển tư thế vệ tinh qua bánh đà bằng kỹ thuật sliding modeĐiều khiển tư thế vệ tinhqua bánh đà bằng kỹ thuật sliding modeĐiều khiển tư thế vệ tinh qua bánh đà bằng kỹ thuật sliding mode Sliding mode control for satellite attitude by momentum wheels Trung-Kien Dao, Chih-Keng Chen Dept. of Mechanical and Automation Engr., Dayeh University, Changhua, Taiwan email: trung-kien.dao@mica.edu.vnTóm tắtBài báo này trình bày một phương pháp dùng kỹ thuật slidingmode (điều khiển trượt) để điều khiển tư thế vệ tinh với haiphiến pin mặt trời có khả năng đàn hồi. Với một vệ tinh dichuyển theo quỹ đạo quanh Trái Đất, các nhiệm vụ liên lạcluôn đòi hỏi được cung cấp năng lượng, vì vậy việc điều khiểncho các phiến pin hướng về phía mặt trời nhiều nhất có thể làmột vấn đề trọng yếu. Trước hết, một mô hình động lực họccủa vệ tinh với ba bánh đà và động cơ được xây dựng. Trêncơ sở đó, một mặt trượt (sliding surface) được định nghĩa đểxây dựng luật điều khiển đảm bảo sai số bám tư thế (gồm bagóc Euler) luôn giảm. Tính bền vững của bộ điều khiển đượcchứng minh qua việc mô phòng trong các điều kiện về ngoạilực và độ đàn hồi của các phiến pin khác nhau.AbstractIn this paper, the attitude control of a satellitewith flexible solar panels is investigated byusing sliding mode. The satellite is supposed tomove in a circular orbit around the Earth. Sincecommunication tasks always require energy, it issurvival that the solar panels orient towards theSun as long as possible, so that the panels canreceive the most energy. In the first step, adynamics model of the satellite disposed bythree momentum wheels whose angular speedscontrolled by corresponding motors isdeveloped. On the basis of this model and thedefined sliding surfaces, a control law is derivedin a way such that the tracking errors consistingof three Euler angles are always decreasing. Robustness of this controller is verified bysimulation in different conditions of external disturbance and flexibility of the panels.1. IntroductionConsider an autonomous satellite with two solar panels moving in a circular orbit around the Earth. Since communicationtasks always require energy, it is