کنترل همزمان وضعیت و ارتعاشات فضاپیمای انعطاف‏ پذیر با استفاده از الگوریتم ‏های فازی و مود لغزشی مرتبه بالا

در این مقاله به توسعه کنترل هوشمند وضعیت و ارتعاشات فضاپیمای انعطاف‏پذیر در مانور تک محوره در حضور اغتشاشات خارجی و نامعینی‏ها پرداخته شده است. معادلات حرکت سیستم با لحاظ دینامیک غیر‏خطی و کاملا کوپل صلب-انعطاف‏پذیر با استفاده از اصل همیلتون و روش المان محدود استخراج شده است. ساختار کنترل وضعیت از الگوریتم فازی برای کنترل هم زمان مانور و ارتعاشات بهره می‏برد. در این الگوریتم از معیار ارتعاشات بخش‏ها‏ی انعطاف‏پذ‏یر در کنار ورودی‏های خطای وضعیت و زمان استفاده شده است. به منظور بررسی و مقایسه عملکرد این کنترلر، از فرم توسعه یافته الگوریتم مرتبه دوم مود لغزشی فراپیچشی-ترمینال غیرتکین و کنترل فیدبک نرخ کرنش به طور هم زمان استفاده شده است. رویکرد پیشنهادی با بهره گیری از مزایای هر الگوریتم در قالب یک روش هیبرید، منجربه افزایش دقت در رهگیری هدف، افزایش سرعت هم گرایی، کاهش پدیده چترینگ[i]، کاهش ارتعاشات باقی‏مانده و کاهش اثرات متقابل دینامیک انعطاف‏پذیر بر دینامیک جسم صلب می شود. پایداری کلی سامانه با استفاده از نظریه لیاپانوف اثبات شده است. شبیه‏سازی‏های کامپیوتری در قالب یک مطالعه مقایسه ای، عملکرد هر دو رویکرد را در کاهش اثرات تقابلی کنترل-سازه در مانور با زاویه بزرگ نمایش می‏دهد.‏‏‏