کنترل ضربه‌ای حالت ماهواره با پارامترهای کواترنیون

Subject Areas : International Journal of Industrial Mathematics

محمدرضا نیکنام ¹ , نادره عبدی صبوحی ²

1 - گروه ریاضی، واحد خلخال، دانشگاه آزاد اسلامی، خلخال، ایران.
2 - گروه روانشناسی، دانشگاه فرهنگیان، تبریز، ایران.

Received: 2021-01-13 Accepted : 2022-02-10 Published : 2022-04-01

Keywords: کنترل ضربه‌ای, سیستم آشوبناک, نمای لیاپانوف, کواترنیون, حالت ماهواره,

Abstract :

این مقاله، کنترل ضربه‌ای همراه با پارامترهای کواترنیون بجای زوایای اویلر در معادلات سینماتیک ماهواره بکار می‌برد. پارامترهای کواترنیون برای غلبه بر مسئله تکینگی در حل عددی استفاده می شوند. فرض بر این است که ماهواره در معرض اغتشاشات بیرونی معین قرار دارد. در ابتدا، رفتار آشوبناک سیستم زمانی که هیچ کنترلی روی سیستم وجود ندارد تحقیق می‌شود. سپس، برای تثبیت حالت ماهواره در اطراف نقطه تعادل مبدا، از کنترل ضربه‌ای استفاده می شود. در آخر، نتایج شبیه سازی برای تجسم کارآمدی و امکان پذیری روش پیشنهادی ارائه می‌شوند.

References:

[1] J. L. Crassidis, F. L. Markley, Sliding mode control using modified Rodrigues parameters, J Guidance Control Dyn 19 (1996) 1381-1383.
[2] K. M. Fauske, Attitude stabilization of an underactuated rigid spacecraft, Siving thesis, Department of Engineering and Cybernetics, Norwegian University of Technology and Science 13 (2003) 511-523.
[3] D. Fragopoulos, M. Innocenti, Stability considerations in quaternion attitude control using discontinuous Lyapunov functions, IEE Proc Control Theory Appl. 151 (2004) 253-258.
[4] K. Kemih, A. Kemiha, M. Ghanes, Chaotic attitude control of satellite using impulsive control, Chaos, Solitons & Fractals 42 (2009) 735-744.
[5] K. Kemih, W. Y. Liu, Constrained generalized predictive control of chaotic Lu system, ICIC Express Lett, An Int. J. Res. Surv. 1 (2007) 39-44.
[6] N. Koncar, A. J. Jones, Adaptive real-time neural network attitude control of chaotic satellite motion, Proc, SPIE 2492, Applications and Science of Artificial Neural Networks, (1995), http://dx.doi.org/10.1117/12.205121/.
[7] V. Lakshmikantham, D. D. Bainov, P. S. Simeonov, Theory of impulsive differential eqations, World Scientific, Sangapore,(1989).
[8] C. Li, M. Guangfu, S. Bin, Passivity-based nonlinear attitude regulation of rigid spacecraft subject to control saturation, The Sixth World Congress on Intelligent Control and Automation 2 (2006) 8421-8425.
[9] X. D. Li, X. Y. Yang, J. D. Cao, Eventtriggered impulsive control for nonlinear delay systems, Automatica 117 (2020) 108-129.
[10] M. R. Niknam, H. Kheiri, N. Abdi Sobouhi, Optimal control of satellite attitude and its stability based on quaternion parameters, Computational Methods for Differential Equations 10 (2022) 168-178.
[11] M. R. Niknam, A. Heydari, Finite-time stabilization of satellite quaternion attitude, Computational Methods for Differential Equations 3 (2015) 274-283.
[12] M. R. Niknam, H. Kheiri, A. Heydari, Threeaxis optimal control of satellite attitude based on Ponteryagin maximum principle, International Journal of Industrial Mathematics 8 (2016) 37-44.
[13] Y. Park, Robust and optimal attitude control of spacecraft with disturbances, International Journal of Systems Science 46 (2015) 1222-1233.
[14] R. F. Rao, S. M. Zhong, Impulsive control on delayed feedback chaotic financial system with Markovian jumping, Adv. Diff. Equ 20 (2020) 1-18. http://dx.doi.org/10.1186/s13662-019-2438-0/
[15] L. L. Show, J. C. Juang, Y. W. Jan, An LMIbased nonlinear attitude control approach, IEEE Trans Control Syst Tech 11 (2003) 73-87.
[16] L. L. Show, J. C. Juang, Y. W. Jan, C. T. Lin, Quaternion feedback attitude control design: a nonlinear H1 approach, Asian J. Control 5 (2003) 406-411.
[17] A. P. M. Tsui, A. J. Jones, The control of higher dimensional chaos: comparative results for the chaotic satellite attitude control problem, Physica 135 (2000) 41-62.
[18] R. Wisniewski, Satellite attitude control using only electromagnetic actuation, Ph.D. Thesis, The University of Aalborg, Denmark, (1996).
[19] X. Zhang, A. Khadra, D. Li, D. Yang, Impulsive stability of chaotic systems represented by T-S model, Chaos, Solitons & Fractals 41 (2009) 1863-1869.
[20] Y. Zhang, J. Sun, Robust synchronization of coupled delayed neural networks under general impulsive control, Chaos, Solitons & Fractals 41 (2009) 1476-1480.
[21] R. Zhang, Z. Xu, S. X. Yang, X. He, Generalized synchronization via impulsive control, Chaos, Solitons & Fractals 38 (2008) 97-105.