مدل سازی و کنترل وضعیت یک ماهواره به کمک چرخ عکس العملی با روش خطی سازی پسخورد و بررسی عملکرد آن با معیارهای توان و اولراینت

معادلات فضاپیما به طور کلی غیرخطی هستند بنابراین استفاده از تئوری های کنترل غیرخطی کمک می کند تا مسئله کنترل وضعیت فضاپیما در شرایط واقعی تری بررسی شود. روش خطی سازی پسخورد یک روش کنترل غیرخطی است که دینامیک های غیرخطی سیستم را به فرم جدیدی تبدیل می کند تا بتوان در طراحی ورودی کنترلی سیستم، از تئوری های کنترل خطی نیز استفاده نمود. تعیین توابع خروجی در خطی سازی ورودی-خروجی که حالت خاصی از خطی سازی پسخورد است، نقش مهمی بر پایداری دینامیک درونی سیستم دارد. معادلات سینماتیک در این مقاله برحسب کواترنیون ها بیان شده که موجب انتخاب این پارامترها به عنوان توابع خروجی می شود. هم چنین از روش تنظیم کننده مربعی خطی که یک کنترل بهینه خطی است، برای طراحی کنترل کننده سیستم خطی شده در روش خطی سازی پسخورد و هم چنین طراحی یک کنترل کننده وضعیت فضاپیما به صورت مجزا استفاده شده است. روش های کنترلی استفاده شده با توجه به محدودیت عملگرها، با معیار اولراینت که انتگرال خطای زاویه دوران حول محور اویلر است، مورد ارزیابی عملکرد قرار می گیرند. سپس معیارهای توان مصرفی و تلاش کنترلی عملگرها، برای مقایسه کنترل کننده ها در نظر گرفته شده اند. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که مقدار اولراینت برای روش خطی سازی پسخورد در تمام مانورهای تغییر وضعیت طراحی شده مقدار کمتری است. بررسی معیارهای توان و تلاش کنترلی نیز نشان می دهد که روش خطی سازی پسخورد نه تنها روش سریع تری می باشد بلکه عملگرها نیز رفتاری بهینه تر از خود نشان می دهند.