Нечеткое управление двигателем-маховиком космического аппарата
https://doi.org/10.17285/0869-7035.0004
Аннотация
Рассматривается модификация схемы управления током двигателя-маховика на базе нечеткого регулятора, обучаемого с помощью генетического алгоритма. Схема управления поддерживает ток двигателя, который можно представить суммой двух составляющих, одна из которых пропорциональна величине входного сигнала, а вторая соответствует погрешности реализации управляющего момента. Показано, что система с нечетким регулятором, реализующая переменный коэффициент усиления по каналу ошибки, позволяет устранить пульсации момента и сократить время переходных процессов при отработке управляющих воздействий. Выполнено моделирование работы системы средствами MatLab Simulink, которое подтверждает работоспособность предложенной схемы управления. Результаты работы могут быть использованы при создании перспективных систем управления ориентацией космических аппаратов.
Ключевые слова
Об авторах
М. В. Бураков
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия
Россия
Бураков Михаил Владимирович. Кандидат технических наук, доцент кафедры управления в технических системах
И. Г. Криволапчук
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения.
Россия
Россия
Криволапчук Игорь Григорьевич. Старший преподаватель кафедры управления в технических системах
В. Ф. Шишлаков
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
Россия
Россия
Шишлаков Владислав Федорович. Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой, проректор
Д. О. Якимовский
Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, АО «НИИ командных приборов» (С.-Петербург).
Россия
Россия
Якимовский Дмитрий Олегович. Доцент кафедры управления в технических системах. Начальник отдела
Список литературы
1. Аншаков Г.П., Мантуров А.И., Усталов Ю.М., Горелов Ю.Н. Управление угловым движением КА ДЗЗ // Полёт. Общероссийский научно-технический журнал. 2006. № 6. С. 12–18.
2. Сорокин А. В., Башкеев Н. И., Кондратьев О. А. Электромеханические исполнительные органы для систем ориентации малых космических аппаратов // Гироскопия и навигация. 1998. №4 (23). С.81–88.
3. Васильев В.Н. Системы ориентации космических аппаратов. М: ФГУП «НПП ВНИИЭМ», 2009. 309 с.
4. Лобанов В.С., Тарасенко Н.В., Зборошенко В.Н. Направления развития систем ориентации и стабилизации космических аппаратов различного назначения // Гироскопия и навигация. 2015. №2 (89). С. 18–29.
5. Якимовский Д.О., Бураков М.В., Коновалов А.С. Управление ускорением двигателя-маховика космического аппарата. СПб: ГУАП, 2018. 152 с.
6. Суббота А.М., Резникова О.В., Андрущенко Т.Н. Особенности применения двигателей-маховиков на малых космических аппаратах // Авиационно-космическая техника и технология. 2012. № 4 (91). С. 88–92.
7. Moradi, M., Self-tuning PID controller to three-axis stabilization of a satellite with unknown parameters, International Journal of Non-Linear Mechanics, 2013, vol. 49, pp. 50–56.
8. Суббота А.М., Джулгаков В.Г., Басова А.Е. Применение нечеткого регулятора для повышения качества системы управления КЛА на базе двигателей-маховиков, включенных по дифференциальной схеме // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии. 2017. №75. С. 149–157.
9. Балковой Н. Н., Михальченко Г.Я. Эталонная цифровая модель управляющего двигателя-маховика // Доклады ТУСУРа. 2014. № 3 (33). С. 161–167.
10. Meped, D.J., Muthuvinayagam, M., Brushless DC motor with dynamic friction compensation for Reaction wheel, International Journal of Advanced Information Science and Technology (IJAIST), 2014, vol. 23, pp. 178–185.
11. Sumaya, N., Laila, B.M., Johnson, Y., Robust Reaction Wheel Attitude Control of Satellites, International Journal of Scientific & Engineering Research, 2016, vol. 7 (4), pp. 599–608.
12. Guan, P., Liu, X.J., Liu, J.Z., Adaptive fuzzy sliding mode control for flexible satellite, Engineering Applications of Artificial Intelligence, 2005, vol. 18 (4), pp. 451–459.
13. Ajorkar, A., Fazlyab, A., Saberi, F., Kabganian, M., Design of an Adaptive-Neural Network Attitude Controller of a Satellite using Reaction Wheels, Journal of Applied and Computational Mechanics, 2015, vol. 1 (2), pp. 67–73.
14. Farrukh, N., Zulkarnain, A.T., Nagi, J., Fuzzy bang–bang relay controller for satellite attitude control system, Aerospace Science and Technology, 2013, vol. 26 (1), pp. 76–86.
15. Gomes, W., Rocco, E.M., Design of a Fuzzy PID Controller for Application in Satellite Attitude Control System, Workshop on Space Engineering and Technology, 2012, pp. 1–8.
16. Benzeniar, H., Fellah, M.K., A Microsatellite Reaction Wheel Based of a Fuzzy Logic Controller for the Attitude Control System, International Review of Automatic Control, 2009, vol. 2 (1), pp. 102–107.
17. Толпегин О.А., Литвинова П.Ю. Управление малым космическим аппаратом с использованием двигателя-маховика на основе метода управления с поводырем // Вестник Череповецкого государственного университета. 2017. №6 (81). С. 44–52.
18. Якимовский Д.О., Положенцев Д.С. Джукич Д.Й. Исполнительный электропривод перспективного силового гироскопического комплекса // Доклады ТУСУРа. 2018. № 21 (3). С. 103–109.
19. Кондратьев А.Б., Ситникова А.В. Вопросы управления электроприводом системы ориентации с управляющими двигателями-маховиками // Проблемы совершенствования робототехнических систем летательных аппаратов: Сб. докладов 6 Всероссийской НТК. М.: Изд-во МАИ, 2002. С. 296–299.
20. Бураков М.В., Яковец О.Б. Нечеткое управление силовым гироскопическим прибором // Изв. вузов. Приборостроение. 2015. Т. 58. № 10. С. 157–166.
21. Passino, K.M., Yurkovich, S., Fuzzy control. Addison Wesley Longman, Inc. 1998. 522 p.
22. Бураков М.В., Коновалов А.С., Яковец О.Б. Эволюционный синтез нечетких регуляторов // Информационно-управляющие системы. 2015. №6. С. 28–33. doi:10.15217/issn16848853.2015.6.28
23. Yang, X.S., Nature-Inspired Optimization Algorithms. Elsevier Inc. 2014. 263 p.
24. Бураков М.В. Генетический алгоритм: теория и практика. СПб.: ГУАП, 2008. 164 с.
Рецензия
Для цитирования:
Бураков М.В., Криволапчук И.Г., Шишлаков В.Ф., Якимовский Д.О. Нечеткое управление двигателем-маховиком космического аппарата. Гироскопия и навигация. 2019;27(3):119-131. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0004
For citation:
Burakov M.V., Krivolapchuk I.G., Shishlakov V.F., Yakimovskii D.O. Fuzzy Control of Spacecraft Reaction Wheel. Giroskopiya i Navigatsiya. 2019;27(3):119-131. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.0004
Просмотров:
2
Послать статью по эл. почте 