Salt manyetik eylemeli uydunun yönelme hareketinin bütünsel ve dayanıklı kontrolü

Abstract

Tez çalışmasında, yönelmesi yalnızca manyetik eyleyiciler kullanılarak kontrol edilen uydunun doğrusal olmayan yönelme hareket denklemleri, çevresel bozucular ve parametrik model belirsizliği etkisi altında durum uzayında yazılmıştır. Durum denklemi üzerinde gerekli düzenlemeler yapıldıktan sonra, çevresel etkiler ve eylemsizlik matrisi belirsizliği kaynaklı bozucu bileşenlerinin kontrol süreci boyunca alabileceği azami değerler gerçeğe uygun şekilde hesaplanmıştır. Salt manyetik yönelme kontrolü problemine özgü bir kayma manifoldu önerilerek, problemin doğasında bulunan zorlukların aşılması sağlanmış ve kayma kipli kontrol yöntemi kullanılarak bütünsel düzgün asimptotik kararlı (globally uniformly asymptotically stable) bir kontrol sistemi elde tasarlanabilmiştir. Önerilen manyetik kayma kipli kontrolör, kontrollü yönelme hareketine aynı zamanda kararlılık dayanıklılığı (robustness stability) kazandırmıştır. Elde edilen kuramsal sonuçlar gerçeğe yakın bir benzetim ortamında sınanarak doğrulanmıştır.

In the thesis work, the nonlinear attitude equations of motion of purely magnetically actuated satellite are written in state-space under environmental disturbances and parametric model uncertainty. After necessary manipulations of the state equation, the maximum values of disturbances due to environmental effects and inertia matrix uncertainty attainable during the control process are calculated with fidelity to reality. By proposing a sliding manifold specific to the purely magnetic attitude control problem, the intrinsic difficulties of the problem are overcomed and a globally uniformly asymptotically stable control system can be designed by using the sliding mode control method. The proposed magnetic sliding mode controller provided the controlled attitude motion with robustness stability. Obtained theoretical results are examined and verified in a high fidelity simulation environment.