Satellite attitude control with thrusters and reaction wheels in station keeping maneuver
Mevzi koruma manevrasında itici ve tepki tekeri ile uydu yönelim kontrolü
- Tez No: 683860
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ONUR CİHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 55
Özet
Bu tezde yerdurağan yörüngedeki bir uydunun eşzamanlı olarak yörünge düzeltmesi ve momentum yönetimi yapabilmesi için bir kontrol dağıtım yöntemi önerilmektedir. Ele alınan uydu modeli, uydunun yönelimini ve yörüngesini kontrol etmesi ve aynı zamanda tepki tekerlerinde depolanan açısal momentumu boşaltmak için koordine edilmesi gereken içsel ve dışsal eyleyiciler ile donatılmıştır. Yöntem, kontrol hedeflerine ulaşmak için içsel ve dışsal eyleyicilerin birleşiminin nasıl dağıtıldığını gösterir. Tepki/momentum tekerleri gibi iç eyleyiciler momentumun korunmasına dayalı tork üretirler. Bu çalışmada uydu yönelimini ve tepki tekeri hızlarını kontrol eden iki farklı kontrolcü tasarlanmıştır. Uydu yöneliminin üç eksende kontrol edilebilmesi için en az 3 adet tepki tekerine ihtiyaç vardır. Bu çalışmada herhangi bir tekerin arızalanması durumunda kontrolün sağlanabilmesi için dört adet tepki tekeri kullanılmıştır. Buna ek olarak, kullanılan altı adet kimyasal itici ile Doğu-Batı ve Kuzey-Güney yörünge düzeltme manevraları yapılabilmektedir. Uydunun görev ömrü boyunca hizmet verebilmesi için uydudaki yakıt kullanımının optimize edilmesi gerekir. Önerilen kontrol dağıtım yöntemi, iticilerin kullanımını en aza indirerek yakıt tüketimini önemli ölçüde azaltırken, yörünge doğruluğu ve ayakucu noktasını işaret eden bir yönelim yapılandırmasında uyduyu koruyan kısıtlamaları uygulamaktadır. Yöntem, yörünge ve yönelim kontrolünün genellikle ayrıştırılmış iki hedefini tahrik sistemi üzerindeki belirlenen kısıtlamalar yoluyla birleştirir. Önerilen yöntemi doğrulamak için sayısal simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Yapılan simülasyonlar, önerilen kontrol dağıtım yönteminin kullanılmasının yerdurağan uyduların hizmet ömrünü önemli ölçüde arttırabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a control allocation method for momentum management and station-keeping maneuvers simultaneously. The considered satellite model is equipped with internal and external actuators to control the satellite's orbit and attitude and, concurrently, dumping angular momentum stored in the reaction wheels. Our method allocates the external and internal actuators to achieve the control objectives. Internal actuators such as reaction wheels generate torque based on the conservation of the momentum. In this study, two different controllers are utilized to control satellite attitude and reaction wheel speeds. To manage the satellite attitude in three axes, at least three reaction wheels are needed. In this study, four reaction wheels are used to ensure control in case of failure of a reaction wheel. In addition, with six chemical thrusters, east-west and north-south orbit correction maneuvers are performed. For the satellite to serve throughout its service life, fuel optimization of the satellite is required. The proposed control allocation method enforces constraints that maintain orbital accuracy and the satellite in the desired attitude configuration while minimizing the use of thrusters and significantly reducing fuel consumption. The method combines two generally separated objectives of orbital and attitude control through constraints determined by the propulsion system. Presented numerical simulations show that the proposed control allocation method significantly increases the service life of geostationary satellites.
Benzer Tezler
- Attitude estimation and reaction wheels based control of an earth-pointing small satellite
Küçük bir yer gözlem uydusunun yönelimini belirleme ve tepki tekerleklerine bağlı kontrolü
HAKAN GÜRSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE
- Spacecraft attitude control by using Evans Root Locus technique
Evans Root Locus kontrol tekniği kullanarak uydu durum kontrolü
HİCABİ CAVENT
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. RÜSTEM ASLAN
- Integration of an attitude simulation frameworkin a multi satellite formation flying simulation framework
Başlık çevirisi yok
NİYAZİ SAVRAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Astronomi ve Uzay BilimleriLudwig-Maximilians Universität MünchenDR. ANNA AUMANN
- External discharge plasma thruster
Başlık çevirisi yok
BURAK KARADAĞ
Doktora
İngilizce
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiGraduate University for Advanced Studies (SOKENDAI)Prof. Dr. IKKOH FUNAKI
Dr. SHINATORA CHO
- Cold gas thruster and controller development for satellite attitude control
Soğuk gaz itki sistemin aracılığıyla uyudu yönelim kontrollü
HÜDA SEDAKİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMRE KOYUNCU