Journal of Control
مجله کنترل
JoC
Engineering & Technology
http://joc.kntu.ac.ir
1
admin
2008-8345
2538-3752
10.52547/joc
fa
jalali
1394
9
1
gregorian
2015
12
1
9
3
online
1
fulltext
fa
طراحی یک زیر سیستم تعیین وضعیت تحمل پذیر عیب خودکار برای ماهواره سه محوره مبتنی بر استخراج ماتریس های دوران مختلف و محاسبه معیارهای واریانسی
Design of An Autonomous fault Tolerant Attitude Determination System for a Three Axis Satellite Based on Derivation of Different Rotation Matrices and Computation of Variance Measures
تخصصي
Special
كاربردي
Review paper
<p><span dir="RTL">هدف از این مقاله طراحی یک زیرسیستم تعیین وضعیت تحمل­ پذیر عیب برای یک ماهواره سه محوره می­باشد. برای این منظور فرض شده است که تنها داده­های حسگرهای خورشید و میدان مغناطیسی در دسترس هستند. با استفاده از الگوریتم طراحی شده می­خواهیم یک عملیات پیوسته و مطمئن را برای محاسبه زوایای اویلر علی­رغم رخداد عیب در حسگرهای فوق داشته باشیم. به عبارت دیگر دارای قابلیت تعیین حسگر معیوب و حذف خودکار داده­های معیوب از فرایند تعیین وضعیت را داشته باشد. راه حل پیشنهادی در این مقاله یک راهکار مستقل از مدل نوین می­ یاشد که بر مبنای استخراج کلیه دوران­های ممکن بین دستگاه­های مختصات مداری و بدنه ماهواره می­ باشد. با محاسبه واریانس­های حاصل از این دوران­ها و دسته­بندی مناسب آنها نشان داده می­ شود که نه تنها حسگر معیوب بلکه عوامل ایجاد عیب تا چهار سطح قابل تشخیص هستند. هر سطح معرف درصدی از میزان گستردگی عیب رخ داده می­ باشد. علاوه بر این قابلیت اصلاح اثر عوامل ایجاد عیب در فرایند محاسبه زوایا منظور شده است. بنابراین</span> <span dir="RTL">پیشنهاد فوق یک روش مستقل از مدل را برای مدیریت عیب ارائه می­ دهد که تحت تأثیر تغییرات دینامیکی و یا عملکرد نادرست عملگرها قرار نمی­ گیرد و هیچ­گونه سخت­ افزار افزونه را تحمیل نخواهد کرد. در انتهای مقاله با انجام شبیه­ سازی، عملکرد راهکار پیشنهادی برای سناریوهای مختلف رخداد عیب صحت­ سنجی می­ گردد. نتایج بدست آمده خروجی­ های قابل انتظار از الگوریتم را تأیید می­ نمایند.</span></p>
<p style="margin-left:22.5pt">A fault tolerant attitude determination system for a three axis satellite has been suggested in this paper. For this purpose, the sun sensor and magnetometer data are only available. Using the designed algorithm, it is expected to have a reliable and continues process for computing the Euler angles. In other words, the faulty sensors should be determined and their faulty data are corrected automatically. The solution presented in this paper is a non-model based method that is based on on derivation of all possible rotations between reference and body frames. Using the Euler angles provided by these rotations, some variance measures are computed which utilized as an analytical tool for fault detection. With the development of this idea, it is shown that not only the faulty sensors but also their fault sources could be isolated. These sources are categorized into four levels that each level shows the fault extent. This paper also suggests some solutions for correcting the fault effects. So, the proposed approach is a non-model based methodology for fault management that is not affected by the dynamic variations or the uncorrect performance of the actuators. This suggestion also does not impose any additional hardware. Finally, the presented algorithms are validated using the simulations in different scenarios. The numerical results verify the expected outputs.</p>
ماهواره سه محوره, تعیین وضعیت, تحمل پذیر عیب, آشکارسازی عیب, جداسازی عیب, اصلاح عیب
Three axis satellite, attitude determination, fault tolerant, fault detection, fault isolation, fault correction
51
67
http://joc.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-356-1&slc_lang=fa&sid=1
mostafa
abedi
مصطفی
عابدی
mo_abedi@sbu.ac.ir
10031947532846002503
10031947532846002503
Yes
shahid beheshti university
دانشگاه شهید بهشتی
seyed saeed
nasrolahi
سید سعید
نصراللهی
ss_nasrolahi@aut.ac.ir
10031947532846002504
10031947532846002504
No
amirkabir university
دانشگاه صنعتی امیرکبیر