Control Allocation of a GEO Satellite for Station-Keeping and Momentum Management by Using Thrusters and Reaction Wheels

Authors : Kezban ÜÇÜNCÜ EMRİ, Onur CİHAN

Pages : 374-382

Doi:10.31590/ejosat.958404

View : 13 | Download : 6

Publication Date : 2021-07-31

Article Type : Conference Paper

Abstract :Bu çalışmada yerdurağan yörüngedeki bir uydunun eşzamanlı olarak yörünge düzeltmesi ve momentum yönetimi yapabilmesi için bir kontrol dağıtım yöntemi önerilmektedir. Ele alınan uydu modeli, uydunun yönelimini ve yörüngesini kontrol etmesi ve aynı zamanda tepki tekerlerinde depolanan açısal momentumu boşaltmak için koordine edilmesi gereken içsel ve dışsal eyleyiciler ile donatılmıştır. Yöntem, kontrol hedeflerine ulaşmak için içsel ve dışsal eyleyicilerin birleşiminin nasıl dağıtıldığını gösterir. Tepki/momentum tekerleri gibi iç eyleyiciler momentumun korunmasına dayalı tork üretirler. Bu çalışmada uydu yönelimini ve tepki tekeri hızlarını kontrol eden iki farklı kontrolcü tasarlanmıştır. Uydu yöneliminin üç eksende kontrol edilebilmesi için en az 3 adet tepki tekerine ihtiyaç vardır. Bu çalışmada herhangi bir tekerin arızalanması durumunda kontrolün sağlanabilmesi için dört adet tepki tekeri kullanılmıştır. Buna ek olarak, kullanılan altı adet kimyasal itici ile Doğu-Batı ve Kuzey-Güney yörünge düzeltme manevraları yapılabilmektedir. Uydunun görev ömrü boyunca hizmet verebilmesi için uydudaki yakıt kullanımının optimize edilmesi gerekir. Önerilen kontrol dağıtım yöntemi, iticilerin kullanımını en aza indirerek yakıt tüketimini önemli ölçüde azaltırken, yörünge doğruluğu ve ayakucu noktasını işaret eden bir yönelim yapılandırmasında uyduyu koruyan kısıtlamaları uygulamaktadır. Yöntem, yörünge ve yönelim kontrolünün genellikle ayrıştırılmış iki hedefini tahrik sistemi üzerindeki belirlenen kısıtlamalar yoluyla birleştirir. Önerilen yöntemi doğrulamak için sayısal simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Yapılan simülasyonlar, önerilen kontrol dağıtım yönteminin kullanılmasının yerdurağan uyduların hizmet ömrünü önemli ölçüde arttırabileceğini göstermektedir.
Keywords : Momentum Boşaltma, Mevzi Koruma, Kimyasal İtki Sistemi, Tepki Tekeri, Eniyileme, Yerdurağan Uydu