فهرست مطالب

  • سال هفتم شماره 4 (پیاپی 21، زمستان 1393)
  • تاریخ انتشار: 1393/12/19
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سید حمید جلالی نایینی صفحه 1
    در این تحقیق، معادلات هدایت ضمنی در مختصات قطبی استخراج شده است. بر حسب کاربرد، ممکن است استفاده از هدایت ضمنی در مختصات قطبی بر معادلات هدایت ضمنی در مختصات دکارتی ترجیح داده شود. همچنین بر حسب نوع مسئله، ممکن است استخراج روابط تحلیلی برای ماتریس حساسیت با استفاده از مختصات قطبی آسا ن تر باشد؛ لذا استخراج این روابط در مختصات قطبی و تبدیل روابط به مختصات دکارتی می تواند مفید باشد. در ادامه نیز نتایج حل به مختصات استوانه ای تعمیم داده شده است.
    کلیدواژگان: هدایت ضمنی، سرعت لازم، ماتریس حساسیت
  • سید حسین مرتضوی صفحه 11
    پرواز آرایش مند ماهواره ها با توجه به پروژه های مختلف عملیاتی در دنیا، یکی از موضوعات به روز تحقیقاتی-عملیاتی علوم فضایی محسوب می شود. اولین و مهم ترین گام در مواجه با این مفهوم، مطالعه و مدل سازی دینامیک مسئله است. در این مقاله، دینامیک آرایش پرواز ماهواره ها شامل یک ماهواره پیشرو و یک ماهواره تعقیب گر، با استفاده از پارامترهای مدار مختص مدار زمین آهنگ مطالعه شده است. در طی آن، رابطه ای تحلیلی برای محاسبه موقعیت و سرعت نسبی مسئله پیشرو- تعقیبگر در دستگاه مختصات افقی محلی ماهواره پیشرو، استخراج شده است. برای مدل سازی دینامیک مسئله از پارامترهای مداری مختص به مدار زمین آهنگ استفاده شده که به صورت معمول برای مانور حفظ موقعیت ماهواره های زمین آهنگ استفاده می شود. مزیت استفاده از این پارامترها، عدم تکینگی و همچنین وجود درک فیزیکی نسبت به المان های مشخص کننده مدار است. روابط تحلیلی به دست آمده برای حرکت و سرعت نسبی با فرض نزدیک به دایروی بودن مدارها و نزدیکی دو ماهواره به یکدیگر، حاصل شده است.
    کلیدواژگان: پرواز آرایش مند ماهواره ها، موقعیت نسبی، سرعت نسبی، مدار زمین آهنگ
  • مهران نصرت الهی، علیرضا باصحبت نوین زاده، مصطفی ذاکری صفحه 23
    روش طراحی که در این مقاله ارائه می شود، برای بلوک انتقال مداری و به منظور ابزارسازی، تسریع و سهولت در انجام طراحی سیستمی بلوک انتقال مداری برای انتقال ماهواره از مدار مقصد به مدار هدف است. هدف اصلی در این مقاله، طراحی سیستمی بلوک انتقال مداری سوخت مایع با رویکردی جدید، به منظور انجام مانور انتقال مداری در حالت ایده آل و ارائه یک روش نظام مند ساده تداخلی برای طراحی محصولات هوافضایی است. طراحی بلوک انتقال مداری شامل طراحی کلیه زیرسیستم ها و یکپارچه سازی کلیه زیربخش های طراحی است. طراحی کلیه زیرسیستم ها در ارتباط معنادار با سایر زیرسیستم ها و کلیه قیودات زیرسیستمی و سیستمی حاصل می شود. علاوه بر نگاه سیستمی به طراحی هر یک از زیر بخش های طراحی، ایجاد محیط بهینه سازی زیرسیستم با توجه به فیزیک عملکردی زیر سیستم و همچنین یکپارچه سازی جامع طراحی سیستمی بلوک انتقال مداری در یک محیط بهینه صورت گرفته است. نتیجه نهایی طراحی بلوک انتقال مداری برای یک ماموریت مشخص در نتیجه همگرایی جرمی- ابعادی روابط موجود در طراحی یکپارچه است. موارد یکپارچه سازی طراحی طبق ماتریس طراحی و موارد بهینه سازی وهمگرایی در طراحی در متن مقاله به تفصیل آورده شده است. با توجه به ارائه روشی کاملا علمی و کاربردی و قابل بسط به طراحی نهایی محصول، صحه گذاری در این مقاله به صورت بررسی اجمالی بر روند پارامتری نتایج حاصل از طراحی صورت گرفته است. بنابراین، در این مقاله، روشی جدید برای یکپارچه سازی طراحی در محیط بهینه سازی و همگرایی مشارکتی با حفظ کلیه قیودات و محدودیت های سیستمی برای مشخص کردن مشخصات سیستم و زیرسیستم های بلوک انتقال مداری تدوین شده است.
    کلیدواژگان: طراحی سیستمی، طراحی مشارکتی، یکپارچه سازی، محیط بهینه
  • محمد نوابی، مینا توانا، حمیدرضا میرزایی صفحه 39
    کنترل وضعیت فضاپیما با وجود معادلات فوق غیرخطی و مرتبه بالا که نیازمند دقت و حساسیت بالایی در حل است، از جمله مسائل بسیار مهم و پیچیده در عصر حاضر است. از این رو روش های خطی با خطی سازی های بزرگ در حل سیستم های غیرخطی پیچیده، کاهش دقت و گاهی ناپایداری را به همراه خواهد داشت، که برای کنترل وضعیت فضاپیما با زوایای بزرگ و مانور مناسب نخواهدبود. در این مقاله، به منظور پایداری سه محوری فضاپیما با چهار چرخ عکس العملی از روش ریکاتی وابسته به حالت، بهره گرفته شده است. روش ریکاتی وابسته به حالت روشی سیستماتیک برای اعمال به سیستم های غیرخطی است که ضمن ارضای قیود حاکم بر سیستم، حل حلقه بسته بهینه ای را برای سیستم ارائه می دهد. اما زمان بر بودن این روش در مسائل آنلاین مشکل ساز خواهدشد، بنابراین، روش Thteta-D با بسط سری توانی معادله ریکاتی برای حل این مشکل ارائه می شود. براساس نتایج شبیه سازی روش Thteta-D با تفاوت اندکی از روش ریکاتی، نتایج مطلوب تری را ارائه خواهد داد.
    کلیدواژگان: کنترل غیرخطی بهینه، تنظیم کننده مربعی، معادله ریکاتی وابسته به حالت، تتا، دی، همیلتونین، حل پایدار خنثی
  • محمد طاهای ابدی، مهدی علیزاده یزدی، محمدعلی فارسی، محمد ابراهیمی صفحه 51
    انتشار امواج پیروشوک ناشی از انفجار مواد پیروتکنیک برای جداسازی سامانه های کاوشگر فضایی با انجام آزمایش هایی در سطح زمین بررسی می شود. حسگرهای شوک در نقاط مختلف سازه کاوشگر نصب می شود تا مقدار دامنه شتاب دریافتی در سه راستای عمود برهم پس از فعال سازی مواد پیروتکنیک اندازه گیری کنند. پس از معرفی تجهیزات لازم برای انجام آزمایش و بیان روش آزمایشگاهی، نتایج داده برداری حسگرهای شوک در نقاط مختلف در حوزه زمان و طیف پاسخ شوک در آزمایش های جدایش سامانه های کاوشگر با استفاده از انفجار مواد پیروتکنیک ارائه می شود. مقادیر ثبت شده در حسگرهای مختلف برای صحه گذاری با سه معیار مختلف ارزیابی بررسی می شود. روند تغییرات شوک در نواحی مختلف سازه و در سامانه های مختلف کاوشگر براساس فاصله از محل انفجار و نوع اتصالات در مسیر انتشار امواج ارزیابی می شود. نتایج ثبت شده با حسگرهای شوک در محل نصب تجهیزات حساس کاوشگر برای استخراج شرایط کاری تجهیزات و عملکرد آنها با تعیین شتاب اعمالی و حداکثر شتاب مجاز اعمالی به این تجهیزات استفاده می شود تا به عنوان معیاری برای ارزیابی طرح و انتخاب اجزای کاوشگر فضایی استفاده شود.
    کلیدواژگان: پیروشوک، تحلیل آزمایشگاهی، مواد پیروتکنیک، طیف پاسخ شوک، کاوشگر فضایی
  • سید محمدرضا موسوی، نرجس راحمی نوش آبادی، ستار میرزاکوچکی صفحه 63
    با بالارفتن سرعت حرکت اجسام در سیستم GPSدقت تعیین موقعیت کاهش می یابد؛ درحالی که محاسبه دقیق موقعیت در حرکت با سرعت های بسیار زیاد نظیر حرکت ماهواره ها بسیار حائز اهمیت است. روش هایی مانند روش حداقل مربعات خطا که برای تعیین موقعیت استفاده می شوند، در چنین سرعت های بالایی، دقت پایینی دارند و با افزایش سرعت، خطای آن ها افزایش می یابد. در این مقاله، دو روش برای موقعیت یابی مبتنی بر روش حداقل مربعات بازگشتی و ترکیب آن با روش های محاسبه واریانس مبتنی بر منطق فازی برای وزن دهی به مشاهدات در شرایطی که سرعت حرکت بسیار زیاد باشد، ارائه شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد، روش های پیشنهادی در مقایسه با روش های قبلی، دقت تعیین موقعیت را حدود 50% بهبود می بخشند. همچنین در روش های قبلی، الگوریتم کاملا وابسته به نقطه اولیه بود و در صورت نامشخص بودن این مقدار، الگوریتم نمی توانست مکان یابی را انجام دهد؛ در حالی که در روش های پیشنهادی این وابستگی کاملا برطرف شده است.
    کلیدواژگان: حل معادلات موقعیت، سرعت های خیلی بالا، حداقل مربعات بازگشتی، منطق فازی
  • محسن بهرامی، بهزاد پارسی صفحه 73
    در این مقاله، یک روش سریع و کم هزینه که با استفاده از اندازه گیری جابه جایی حسگر قادر به کالیبراسیون است، ارائه می شود. همچنین به منظور راستی آزمایی روش ارائه شده از یک میز دو درجه آزادی که یک وسیله متداول ولی گران برای کالیبراسیون به شمار می رود، به همراه یک شبکه عصبی چندلایه به منظور برقراری رابطه غیرخطی بین ورودی ها و خروجی های سیستم استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان دهنده کارایی مناسب و دقت زیاد شبکه در کالیبراسیون است. به منظور طراحی شبکه عصبی از امکانات و توابع موجود در محیط برنامه نویسی متلب بهره گرفته شده است.
    کلیدواژگان: کالیبراسیون، شبکه عصبی، میز دو درجه آزادی، شتاب سنج میکروالکترومکانیکی
|
  • S. H. Jalali Naini Page 1
    In this paper, implicit guidance equations are derived in polar coordinates. Depending on applications, implicit guidance equations in polar coordinates may be preferred over cartesian coordinates. Moreover, depending on the type of guidance problem, analytical solutions for sensitivity matrices may be simplified using polar coordinates. Therefore, transformation of implicit guidance equation into polar coordinates can be useful in guidance problems. In addition, the resulting equations are extended to cylindrical coordinates.
    Keywords: Implicit guidance, Required velocity, Sensitivity matrix
  • S. H. Mortazavi Page 11
    Satellite formation flying is one of the most recent research topics in space field owing to various operational projects. The first and the most important step in facing with this concept is studying and modeling of dynamics of the problem. In this paper, the relative dynamics of a satellite formation flying including the leader-follower satellites based on the concept of control for geostationary vehicles, has been examined. As a consequence, an analytical solution for determination of relative position and velocity of the formation in local horizontal coordinate system which is set on leader-follower satellites has been derived. Dynamics modeling of the problem is done based on parameters which are normally used for control of geostationary maneuvers like station keeping. The advantages of utilizing these parameters are non singularity of equations and having physical sensation to these parameters. The analytical solution has been resulted from two supposes: the relative orbit is semi circular and the leader-follower satellites are close to each other in the formation.
    Keywords: Satellite formation flying, Relative position, Relative velocity, Geostationary orbit
  • M. Nosrat Elahi, A. R. Basohbat Novinzadeh, M. Zakeri Page 23
    The design method presented in this paper is for utilizing, fast and easy system designing of orbital transfer block for transferring satellite from park orbit to destination orbit. The main purpose of this paper is system designing liquid propellant orbital transfer block with a new approach for ideal orbital transfer and presenting a simple interfered systematic method for designing aerospace products. Designing orbital transfer block consists of designing all subsystems and integrating all parts of design. Designing all subsystems can be achieved with a meaningful connection between all system and subsystem constraints. In addition to systematic design approach to each of the design sub- algorithms, creating subsystem optimization environment according to physical performance of subsystem and also general integration of orbital transfer block system design in an optimized environment have been carried out. Final result of orbital transfer block design for a specific mission is through mass-dimension convergence of equations in integrated design. Design integration according to design matrix and optimizations and convergences of the design is discussed in the paper. According to presented method, which is scientific, functional and extensible to final design of the product, parametric process of results is briefly validated. So in this paper new method is provided for integrating the design in an optimized and collaborative convergence environment maintaining all systemic constraints and limitations to specify specifications of orbital transfer block systems and subsystems.
    Keywords: System design, Collaborative design, Integration, Optimized environment
  • M. Navabi, M. Tavana, H. Mirzaei Page 39
    Attitude control of spacecraft in order to nonlinear and high order dynamics is fundamental and challenging issue. With respect to these nonlinearities, linear control theories are not suitable choices and spacecraft may be unstable or lose performance. In this paper, State Dependent Riccati Equation (SDRE) method is utilized to 3-axis stabilization using four reaction wheels. State dependent Riccati equation method is systematic approach for optimal control of nonlinear systems which satisfies constraints of systems. In order to solve time consuming problem of this method in practical systems, Theta-D method is used. Results demonstrate the effectiveness of Theta-D in compare with Riccati method.
    Keywords: Nonlinear optimal control, Quadratic regulator, State dependent riccati equation, Theta, D, Hamiltonian
  • M. Tahaye Abadi, M. Alizadehyazdi Page 51
    The paper concerns with the experimental analysis of the pyroshock wave propagation in the structure of Kavoshgar''s payloadon the ground. The source of waves is the explosion of pyrotechnic materialacting as the actuator of separation mechanism for the payload subsystems. The shock sensors are attached in different locations of structure to measure the acceleration amplitude along three orthogonal directions after the activation of pyrotechnic material.The experimental setup is used for measurement of the acceleration history as well as the evaluation of the shock response spectrum at specific locations during two-stage separation of payload subsystems. The experimental acceleration record is evaluated to eliminate the noise signals and incorrect data. The variations of shock response at different payload locations are evaluated to determine the amplitude attenuation of the wave passing through the structure body and joints. The measured data are also employed to determine the working condition and design criteria for the equipment of Kavoshgar payload.
    Keywords: Pyroshock, Experimental analysis, Pyrotechnic material, Shock response spectrum, Kavoshgar payload
  • S. M. R. Mosavi, N. Rahemi, S. Mirza Kuchaki Page 63
    GPS is a satellite-based navigation system that is able to determine the exact position of objects on the Earth, sky, or space. By increasing the velocity of a moving object, the accuracy of positioning decreases; meanwhile, the calculation of the exact position in the movement by high velocities like airplane movement or very high velocities like satellite movement is so important. In this paper, two methods for positioning in very high velocities based on recursive least squares method and its combination with fuzzy logic are presented. Simulations on different data with different velocities show that proposed method can improve the accuracy of positioning more than 50%. In previous methods, the algorithm is quite dependent on the initial point, whereas in proposed method, this dependency is resolved.
    Keywords: Fuzzy logic, Navigation equations solving, Recursive least squares, Very high velocities
  • M. Bahrami, B. Parsi Page 73
    In this paper a low cost calibration method which can calibrate with measuring the sensor displacement is suggested. To verify this calibration method a two-axis table, which is expensive, with artificial neural network (ANN) for mapping non-linear relationships between the inputs and outputs is used. The result illustrates the efficiency of this calibration method. In order to design the artificial neural network the MATLAB software is used.
    Keywords: Calibration, Artificial neural network, Two, axis table, Microelectro mechanical accelerometers