مرضیه كمالی
ماهواره ها، به عنوان عناصر حیاتی در عرصه هوافضا، نقش كلیدی در تسهیل ارتباطات، ناوبری و جمع آوری داده ها ایفا می كنند. به منظور تضمین عملكرد این سامانه ها، شبیه سازهای سخت افزار در حلقه به عنوان ابزاری اساسی، امكان ارزیابی و اعتبارسنجی عملكرد سامانه های كنترل وضعیت را در شرایط آزمایشگاهی و پیش از به كارگیری در سامانه واقعی فراهم می كنند. این شبیه سازها با مدل سازی دینامیك های پیچیده و شرایط محیطی مختلف، درك بهتری از رفتار سیستم در موقعیت های واقعی ارائه می دهند و شناسایی نقاط ضعف آن ها را امكان پذیر می سازند. با این وجود، عملكرد این سیستم ها در عمل با چالش هایی نظیر نامعینی های پارامتری، اغتشاشات محیطی، اشباع عملگر و وقوع عیب در آن مواجه است. این عوامل می توانند دقت و قابلیت اطمینان سیستم را تحت تاثیر قرار دهند. بنابراین، طراحی كنترل كننده هایی كه بتوانند در برابر این شرایط ناخواسته مقاومت كنند، از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پژوهش، یك كنترل كننده گام به عقب تطبیقی تحمل پذیر عیب، با هدف غلبه بر چالش های یادشده طراحی و پیاده سازی شده است. ساختار پیشنهادی با بهره گیری از قوانین تطبیق برخط، قابلیت انطباق خودكار با نامعینی های پارامتری و تغییرات دینامیكی سامانه را دارا است. علاوه بر این، پایداری سامانه حلقه بسته و كران داری خطاهای ردیابی در حضور نامعینی ها، عیوب عملگری و محدودیت اشباع، بر پایه قضیه پایداری لیاپانوف به صورت ریاضی اثبات گردیده است. جهت اعتبارسنجی عملی، الگوریتم پیشنهادی بر روی شبیه ساز سه درجه آزادی ماهواره در آزمایشگاه هوافضای دانشگاه اصفهان پیاده سازی شده است. نتایج حاصل از اعتبارسنجی در سطوح نرم افزار در حلقه و سخت افزار در حلقه، كارایی بالای الگوریتم پیشنهادی را به اثبات می رساند. كنترل كننده طراحی شده موفق شده است در شرایط پیچیده شامل نامعینی های پارامتری، عیب عملگر و محدودیت فیزیكی اشباع، پایداری سیستم را حفظ كند و خطای ردیابی وضعیت را در محدوده قابل قبولی نگه دارد. این دستاورد، گامی موثر در مسیر ارتقای قابلیت اطمینان سیستم های كنترل وضعیت و توسعه روش های كنترلی قابل اتكا برای ماموریت های فضایی است.واژه های كلیدی: شبیه ساز كنترل وضعیت ماهواره، سخت افزار در حلقه، نامعینی، كنترل تحمل پذیر عیب، كنترل گام به عقب تطبیقی، عیب عملگر، اشباع عملگر.

