Tepki Tekerlekli Doğrusal Olmayan Uzay Aracı Modeli için PID Tasarımı

MUHAMMET ÖZTÜRK

doi:10.56753/ASREL.2025.1.8

MUHAMMET ÖZTÜRK, Seda Nur Çakıcı, NUR SENA KOCAKILIÇ, AMİNE EL ARUK

Yıl : 2025
Cilt : 4
Sayı : 1
Sayfa : 116-130

DOI : 10.56753/ASREL.2025.1.8

Uzay aracının, özellikle uyduların yön kontrolü, görevin başarısını sağlamak için en kritik faktörlerden biridir. Uydular, yönlü antenlere sahip iletişim uyduları veya enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarmak için hassas güneş paneli hizalamasına bağlı olanlar gibi operasyonel hedefleri nedeniyle uzayda sabit bir yönelimini korumak zorundadır. Uyduyu uzayda önceden belirlenmiş bir konumda sabit tutmak çok önemlidir. Bu sabit yönelimi korumak ve herhangi bir bozulmayı düzeltmek için yönelim kontrol sistemleri kullanılır. Bu tür sistemlerin dinamiği Newton'un İkinci Yasası kullanılarak tanımlanabilir ve bu da x, y ve z eksenleri etrafındaki hareket için bir dizi doğrusal olmayan denklemle sonuçlanır. Doğrusal olmamaları nedeniyle, bu denklemler transfer fonksiyonlarına dayalı klasik kontrol yöntemleri kullanılarak doğrudan analiz edilemez. PID (Oransal – İntegral - Türev) kontrolcüleri kontrol sistemlerinde yaygın olarak kullanılır, ancak katsayılarının uygun şekilde ayarlanması gerekir. Reaksiyon tekerlekleri aracılığıyla uydu kontrolü için uygun bir PID katsayıları kümesi elde etmek için, doğrusal olmayan sistemin önce çalışma noktasına yakın bir değer etrafında doğrusal hale getirilmesi gerekir. Bu durum, doğrusal yaklaşımın istenen yönelim yakınındaki sistem dinamiklerini doğru bir şekilde temsil etmesini sağlar. Bu çalışma, reaksiyon tekerlekleri ve doğrusal hale getirilmiş sistem modeli kullanarak uydular için optimal PID tabanlı bir yönelim kontrol sistemi geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bunun için, PID katsayıları doğrusal hale getirilmiş sistemden hesaplanarak orjinal doğrusal olmayan modele uygulanır. Bu hesaplama için önceden elde edilen doğrusal model ve eyleyici modelleri kullanılmaktadır. İstenen oturma zamanı ve aşım değerleri göz önünde buludurularak PID katsayıları hesaplanmaktadır. Hesaplanan PID değerleriyle çalıştırılan simülasyonlar, kontrolcünün düşük aşım ve minimum hata ile kararlı bir performans elde ettiğini göstermektedir. Sonuçlar, bu yöntemin verimli uzay aracı yönelim kontrolü için etkinliğini doğrulamaktadır.

Atıf yapmak için : Çakıcı, S. N., Kocakılıç, N. S., El Aruk, A. & Öztürk, M. (2025). PID design for nonlinear spacecraft model with reaction wheels. Aerospace Research Letters (ASREL), 4(1), 116-130. https://doi.org/10.56753/ASREL.2025.1.8

Açıklama : Yazarların hiçbiri, bu makalede bahsedilen herhangi bir ürün, aygıt veya ilaç ile ilgili maddi çıkar ilişkisine sahip değildir. Araştırma, herhangi bir dış organizasyon tarafından desteklenmedi.Yazarlar çalışmanın birincil verilerine tam erişim izni vermek ve derginin talep ettiği takdirde verileri incelemesine izin vermeyi kabul etmektedirler. None of the authors, any product mentioned in this article, does not have a material interest in the device or drug. Research, not supported by any external organization. grant full access to the primary data and, if requested by the magazine they agree to allow the examination of data.

Tepki Tekerlekli Doğrusal Olmayan Uzay Aracı Modeli için PID Tasarımı, Araştırma Makalesi,
2025, Vol. 4 (1)

Geliş Tarihi : 03.06.2025, Kabul Tarihi : 17.06.2025 , Yayın Tarihi : 30.06.2025