Mô phỏng chế độ tái ổn định vệ tinh sử dụng bánh xe phản ứng trong một mô hình vệ tinh khối hộp

Bài viết Mô phỏng chế độ tái ổn định vệ tinh sử dụng bánh xe phản ứng trong một mô hình vệ tinh khối hộp trình bày quá trình xây dựng mô hình mô phỏng phân hệ Xác định và Điều khiển tư thế vệ tinh (ADCS) sử dụng phần mềm Matlab/Simulink và mô phỏng chế độ tái ổn định vệ tinh sử dụng bánh xe phản ứng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô phỏng chế độ tái ổn định vệ tinh sử dụng bánh xe phản ứng trong một mô hình vệ tinh khối hộp KHOA HỌC CÔNG NGHỆ P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 MÔ PHỎNG CHẾ ĐỘ TÁI ỔN ĐỊNH VỆ TINH SỬ DỤNG BÁNH XE PHẢN ỨNG TRONG MỘT MÔ HÌNH VỆ TINH KHỐI HỘP SIMULATION OF THE DETUMBLING MODE USING REACTION WHEELS IN A CUBESAT MODEL Lã Thùy Linh1, Trần Anh Tú1, Phan Thanh Hiền1,* DOI: https://doi.org/10.57001/huih5804.32 chế độ tái ổn định (detumbling) [1], giúp ổn định vệ tinh TÓM TẮT trước khi thực hiện các nhiệm vụ tiếp theo. Trong bài báo này, nhóm tác giả trình bày quá trình xây dựng mô hình mô phỏng phân hệ Xác định và Điều khiển tư thế vệ tinh (ADCS) sử dụng phần mềm Trong bài báo này, nhóm tác giả mô tả quá trình phát Matlab/Simulink và mô phỏng chế độ tái ổn định vệ tinh sử dụng bánh xe phản triển chương trình mô phỏng chế độ tái ổn định của một vệ ứng. Các mô hình được xây dựng gồm mô hình môi trường, mô hình chuyển động tinh khối hộp trong đó sử dụng cơ cấu chấp hành là bánh học và động lực học vệ tinh, mô hình cảm biến, thuật toán xác định tư thế, mô xe phản ứng thay cho thanh từ lực. Để thực hiện được mô hình cơ cấu chấp hành và mô hình điều khiển. Thuật toán điều khiển bánh xe phỏng này, chúng tôi thực hiện các công việc sau: (i) xây phản ứng được áp dụng vào mô hình để mô phỏng chế độ tái ổn định vệ tinh dựng ý tưởng và thiết kế một vệ tinh khối hộp giả định sử trước nhiễu loạn môi trường. Các kết quả mô phỏng đều tương đối chính xác với dụng phần mềm CATIA (hình 1) và trích xuất thông số ma lý thuyết, xác nhận mô hình và thuật toán hoạt động tốt. trận mô men quán tính của vệ tinh; (ii) xây dựng các khối mô phỏng cho phân hệ ADCS trên MATLAB/Simulink; Từ khóa: CubeSat, ADCS, mô phỏng, Simulink, vệ tinh. và (iii) tiến hành mô phỏng và đối chiếu kết quả với mô ABSTRACT hình lý thuyết. In this paper, we introduce a simulation model for the Determination and Positioning Satellite Control (ADCS) module using Matlab/Simulink software, and simulate the satellite detumbling mode using reaction wheels. The built models include environment model, satellite kinematics and dynamics model, sensors model, attitude determination algorithm, actuator model and control model. The reaction wheels control algorithm is applied to the model to simulate the satellite detumbling with environmental disturbances. The simulation results are relatively accurate with the theory, confirm the model and the algorithm works well. Keywords: CubeSat, ADCS, simulation, Simulink, satellite. 1 Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam * Email: phan-thanh.hien@usth.edu.vn Ngày nhận bài: 25/7/2022 Hình 1. Ý tưởng vệ tinh khối hộp đơn giản với các bộ phận của ADCS. Bảng Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 25/9/2022 mạch phía trên chứa các Từ kế, con quay hồi chuyển (hai khối chữ nhật màu Ngày chấp nhận đăng: 27/10/2022 trắng) và cảm biến Mặt trời (khối màu lục lam). Các bánh xe phản ứng được cố định ở bảng mạch khác bên dưới với các khối trụ có màu xám là bánh xe và các khối màu xanh lá cây là động cơ. 1. GIỚI THIỆU 2. MÔ HÌNH LÝ THUYẾT CỦA ADCS Trên một vệ tinh, phân hệ Xác định và Điều khiển Tư thế ADCS là sự kết hợp của hai hệ thống nhỏ hơn là hệ (ADCS) đóng vai trò quan trọng khi giúp ổn định vệ tinh thống xác định tư thế (ADS) và hệ thống điều khiển tư thế trước tác động từ ngoại lực, đồng thời điều khiển tư thế vệ (ACS). ADS gồm các cảm biến và thuật toán giúp xác định tinh theo định hướng mong muốn. ADCS phát huy vai trò ...