نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران

2 دانشگاه تهران

3 دانشکده علوم و فنون نوین- دانشگاه تهران

4 پژوهشکده سامانه های ماهواره

چکیده

با توجه به ویژگی های منحصربه‌فرد مدار زمین‌آهنگ و اهمیت استقرار یک ماهواره در این کریدور پروازی، بررسی تاثیر اغتشاشات محیطی بر المان‌های مداری و اصلاح المان‌های مداری اغتشاش یافته در راستای افزایش طول عمر و عملکرد یک ماهواره در مدار مذکور امری ضروری است. یک ماهواره در مدار زمین‌آهنگ همواره در معرض نیروهای اغتشاشی محیطی متعددی نظیر نیروی گرادیان گرانشی زمین، جاذبه ماه و خورشید، فشار تشعشعات خورشیدی و غیره قرار دارد. به همین دلیل دائما از مسیر اصلی خود منحرف شده و نیاز به بررسی تاثیر اغتشاشات محیطی بر المان‌های مداری داشته تا بتوان به درستی اصلاح پارامترهای مداری اغتشاش یافته را انجام داد. برای دستیابی به اهداف فوق، در این مقاله سعی شده تا با شبیه‌سازی رفتار دینامیک انتقالی ماهواره در حضور اغتشاشات محیطی، تاثیر هر یک از شتاب‌های اغتشاشی بر ویژگی‌های مداری بررسی شود. سپس با بهره‌گیری از الگوریتم ژنتیک و منطق فازی سعی شده تا منطق اصلاح المان‌های مداری به نحوی اصلاح شود که ماهواره در طی طول عمر ماموریتی خود در پنجره مداری محدود خود باقی بماند. راهکار پیشنهادی، موجب بهبود اثربخشی عملیاتی حل مسئله به منظور حفظ موقعیت ماهواره با معیار کمینه‌سازی مصرف سوخت شده است. نتایج مطالعات موردی طی شبیه‌سازی‌های انجام شده، در تایید توانمندی رویکرد پیشنهادی در برآورده‌سازی قیود و الزامات عملکردی مانور حفظ موقعیت موردنظر است

کلیدواژه‌ها

موضوعات

  • Maani، P. Nikpey، E. Zairian. GEO satellite station keeping mass design based on data mining. Journal of Space Science and Technology. 2021 Mar 21; 14(1):23-33.#Navabi and M. Barati، "Mathematical modeling and simulation of the earth's magnetic field: A comparative study of the models on the spacecraft attitude control application"، Applied Mathematical Modelling، vol. 46، pp. 365-381، 2017.#A. Chobotov. "Orbital Mechanics، American Institute of Aeronautics and Astronautics." Inc.، Reston، VA (1996): 20.#A. Vallado. Fundamentals of astrodynamics and applications. Vol. 12. Springer Science & Business Media، 2001.#

    م.ر. نوابی ،.پ. زارعی. کنترل وضعیت ماهواره ی کوچک دارای کمبود عملگر با استفاده از کنترل پیشبین مدل، مجله علمی نسخه 13، صفحات:99-104، 1399.#

    • م.ر. نوابی، ح قنبری مزیدی. کنترل وضعیت فضاپیما با استفاده از کنترل تطبیقی در حضور عدم قطعیت و اغتشاش، علوم و فناوری فضایی، نسخه 3، صفحات:77-84، 1399.#
    • ح. مقصودی دهاقانی، الف. ر.کوثری، م. فکور، م. خوشسیما. حفظ بهینه مدار زمین آهنگ در حضور اغتشاشات محیطی با استفاده از منطق فازی، دانشگاه تهران، دانشکده علوم و فنون نوین، 1398.#
    • Bohlouri, Z. Khodamoradi, SH. Jalali-Naini. Spacecraft attitude control using model-based disturbance feedback control strategy. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering. 2018 Dec; 40(12):1-8.# Maghsoudi،, A. R. Kosari، M. Fakoor, M. Khoshsima. "A Hierarchical Fuzzy-Optimal Strategy for Station-Keeping Maneuver of a GEO Satellite." IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems(2019).# Losa. High vs low thrust station keeping maneuver planning for geostationary satellites. Diss. École Nationale Supérieure des Mines de Paris، 2007.#Borissov, D. Mortari. East–West GEO Satellite Station-Keeping with Degraded Thruster Response. Aerospace. 2015; 2(4):581-601.#Navabi, H. Mirzaei, A. Davoodi. Optimum design of robust adaptive controller with actuator constraints. International Journal of Control، Automation and Systems. 2020 Nov; 18(11):2734-41.
    • Gomes, AF. Prado. Low-thrust out-of-plane orbital station-keeping maneuvers for satellites. Mathematical Problems in Engineering. Jan 1; 2012.#Weiss, UV. Kalabić, S. Di Cairano. Station keeping and momentum management of low-thrust satellites using MPC. Aerospace Science and Technology. 2018 May 1; 76:229-41.#Gazzino, D. Arzelier, L. Cerri, D. Losa, C. Louembet, C. Pittet. A three-step decomposition method for solving the minimum-fuel geostationary station keeping of satellites equipped with electric propulsion. Acta Astronautica. 2019 May 1; 158:12-22.#Hassanpou, N. Asghari. “Introduction to Electric Thrusters”، 15th Conference on Iranian Physics Education and 5th Conference on Physics and Laboratory at: Farhangian University of Sanandaj، August 2014.#Ley, K. Wittmann, W. Hallmann, editors. Handbook of space technology. John Wiley & Sons; 2009 Mar 18.#Lindfield, J. Penny. Numerical methods: using MATLAB. Academic Press; 2018 Oct 10.#Betts. Practical methods for optimal control and estimation using nonlinear programming. Society for Industrial and Applied Mathematics; 2010 Jan 1.# Kaveh, T. Bakhshpoori. Metaheuristics: outlines, MATLAB codes and examples. Cham: Springer International Publishing; 2019 Mar 29. #Kim, BS. Lee, Y. Hwang, JH. Kim. North-south station keeping maneuver planning for COMS. In25th AIAA International Communications Satellite Systems Conference (organized by APSCC) 2007.