Luận văn thạc sĩ thiết kế xây dựng hệ mô phỏng hệ thống xác Định và Điều khiển tư thế vệ tinh nhỏ quan sát trái Đất

Danh mục các kí hiệu các chữ viết tắt Kí hiệu Tên Liêng Anh Tên tiếng ViệL ADCSS | Attitude Determination and Control IIệ mô phỏng xác định và Simulation System điều khiển tư thế

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Huỳnh Xuân Quang

TIMET KE XAY DUNG ITE MO PIIONG IIE THÓNG XÁC ĐỊNH VÀ

DIEU KHIEN TU THE VE TINH NHO QUAN SAT TRAI DAT

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC

CO HOC KY THUAT

NGƯỜI HƯỚNG DAR KHOA HOC :

PGS DINH VAN PHONG

Ha Nội -2010

1.21 Mio ich eda vide ae dinh va ida Kd te thl-v ink, kemerererroo.2

1.2.1 Hệ thống xác đinh và điều khiển tư thể về tỉnh cscsssse2 13

2.1 Mục đích để tải _ _ : +14 2.2 Nguyên lý làm việc của bộ mô seg rte vệ tỉnh „l6

Co sở toan hoc _— TH TH HH HH gu ớy ¬ã— 20 3.1 Quỹ đạo Kepler SSeS Re ERENT Se SS sence ĐỘ)

8.2.Đ40/HÀ dữ CEDAR as cazcascsencancasraecssnnstavcenscznsssascistnenetsciespuetinescet 21

3.3.5 Hệ quy chiếu vật thẻ 2 202022212021202001012210 sec ssumeentt 22

BSS leds ĐH ÔNG tu GB GIRERIGHGNEHSMEHNGERINSI& 24

3.3.4 Các tham số Euler 2 t001111111111enrieeeroo.28

3.7 Thuật toán điều khiến tuyển tính - 33

3.7.1 Tỉnh diều khiển được c cnenneeeirnieroeeaeoeooou33

3.7.2 Bộ điều khiến tuyến tính cơ bản - - 33 3.7.3 Điều khiển hồi tiếp quaterniion coi occeovoccser ¬

3.8 Thuật toán điền khiến phi tuyến 35

3.8.1 Luật diều khiển từ phân tích Lyapuaoy nen cv 35

3.8.2 Tuyển tính hóa hỏi tiếp - - - a5

3.8.3 Điều khiên chế dộ trượt seein Xeeeeeeoiee 3Ô

3,9 Diễu khiển bộ đây HH H111 cryee 39 3.9.1 Bộ điều khiển bang-bang - - 39

3.9.2 Trigger Schmitt - - - 40 3.9.3 Bộ diễu chỉnh PWPE, àseeereeeirrre —

Chương 4 cà bà nhàn 42

Phân tích lý thuyết - - - 42

4.1 Mô hình hóa toán học

41.1 Mê hình động học 42 4.1.2 Mê hình động lực học - 42 4.1.3 Các giá thiết của tô hình - - 43

4.1.4 Mô hình tuyến tính hóa wd 4.2 Điều khiển tuyến tính - - - - 46 4.2.1 Ôn định hóa địa phương co co cccccttcttrrtrrrrrrree — AF

4.2.2 Ôn định hớa loan cue - - 49 4.3 Diễu khiển phí tuyến s nọ tre Sreeres.STY 4.3.1 Bộ điều khiển Lyapunov 1 - - - 52 4.3.2 Bộ diễu khiển Lyapunov 2 s svvevseerrrrrrrrrrrerrrrrreore.Ð3 4.3.3 Bộ điều khiến Lyapumev 3 - - - - 34

4.3.4 Hộ điều khiển trượt các con 2212.557

5.2, Điều khiển tuyển tÍnh son nh xe deities OO

§.2.1 Diéu khién dia phương, - 60

5.3 Điều khiển phi tuyển TH H112 n2 rree 61

5.3.1 Diễn khién Lyapunov 1 - - - 6k

5.3.2 Điều khiến Luyapunov 3 c se ve Hee ,Ô)

5.3.2 Diễu khiển trượt cà Hung eeưe —

LOI CAM DOAN

Luận văn được giao nhiệm vụ nghiên cứu với dé tai “Thiết kế xây đựng hộ mô

phỏng hệ thông xác định và điêu khiển tr thể vệ tỉnh nhỏ quan sát trái đất” Tác giả

đã hoán thánh việc nghiên cứu dễ tải với đầy dủ nội dung và yêu cầu đăng ký

trong bản dễ cương,

"Tác giả xin cam đoan đã trực tiếp thực hiện toàn bộ nôi dung nghiên cửu

không có sự gian lận hay sao chép

"Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những cam đoan trên đây

TIà Nội, ngây 28-10-2010

Người viết cam doan

"Tác giả luận văn

Huỳnh Xuân Quang

Danh muc cac bang và hình vẽ

Hinh 1.1 Mé hinh vé tink quan sat trai dat 12

Hình 1.2 Cúc trục định hưởng trên vệ tih cằeieieiereeeeroe.L3

Hình 2 1MMô hình vệ tỉnh kICIO-H2N co sieeieerere ¬ -

Hình 2 2 Bệ mỗ phông xác định và điều khiến tư thê vệ tỉnh - 15

Hình 2 3 Sơ đồ nguyên lý bộ mỗ phÒng coi TÓ

Hình 2 4 Câm biển xác định Iư thế - - 16 Tình 2 5 Nguyên {0 làm việc cảm biển mặt tri - - 17

Hình 2 6 Hệ thông di Knién cân bằng fìh TH he m Hình 2 7 Bánh xe động lượng - - - 18

na lớn ố ố ố.ố

Hình 2 9 Hệ thông phụt phản lực - 18 Hình 2 10 Toàn bộ hệ thẳng mô phng ceeiiiiiereeeeeioe.TÐ

Tình 3 1 Quỹ đạo elip -

Hình 3, 2 Các hệ tọa độ quy chiẾu cv

Hinh 3 3 Hién tuong charter

Hinh 3.4 Heim di vat các XẾp XỈ à àcieieieee

Hình 3 5 Mặt biên khi sử dụng hằm bão hoa

Hình 3 ö Bộ điều khiển bang-bang

Hình 3 7 Bộ điều khiến bang-bang và vùng chết

Hình 5 1 Kết quả mô phỏng với diễu khiển P) - 61

Hình 5 2 KẾt quả mô phông với diéu khién Lyapunov } - 62

Hình 5 3 Kết quả mô phòng với diễu khiển Iyapunov 3 - 64

Hình 5 4 Kết quả mô phông với bộ diéu khién trượt - &

Danh muc cac bang và hình vẽ

Hinh 1.1 Mé hinh vé tink quan sat trai dat 12

Hình 1.2 Cúc trục định hưởng trên vệ tih cằeieieiereeeeroe.L3

Hình 2 1MMô hình vệ tỉnh kICIO-H2N co sieeieerere ¬ -

Hình 2 2 Bệ mỗ phông xác định và điều khiến tư thê vệ tỉnh - 15

Hình 2 3 Sơ đồ nguyên lý bộ mỗ phÒng coi TÓ

Hình 2 4 Câm biển xác định Iư thế - - 16 Tình 2 5 Nguyên {0 làm việc cảm biển mặt tri - - 17

Hình 2 6 Hệ thông di Knién cân bằng fìh TH he m Hình 2 7 Bánh xe động lượng - - - 18

na lớn ố ố ố.ố

Hình 2 9 Hệ thông phụt phản lực - 18 Hình 2 10 Toàn bộ hệ thẳng mô phng ceeiiiiiereeeeeioe.TÐ

Tình 3 1 Quỹ đạo elip -

Hình 3, 2 Các hệ tọa độ quy chiẾu cv

Hinh 3 3 Hién tuong charter

Hinh 3.4 Heim di vat các XẾp XỈ à àcieieieee

Hình 3 5 Mặt biên khi sử dụng hằm bão hoa

Hình 3 ö Bộ điều khiển bang-bang

Hình 3 7 Bộ điều khiến bang-bang và vùng chết

Hình 5 1 Kết quả mô phỏng với diễu khiển P) - 61

Hình 5 2 KẾt quả mô phông với diéu khién Lyapunov } - 62

Hình 5 3 Kết quả mô phòng với diễu khiển Iyapunov 3 - 64

Hình 5 4 Kết quả mô phông với bộ diéu khién trượt - &

Danh mục các kí hiệu các chữ viết tắt

Kí hiệu Tên Liêng Anh Tên tiếng ViệL

ADCSS | Attitude Determination and Control IIệ mô phỏng xác định và

Simulation System điều khiển tư thế

LEC Lyapunov function candidate Ham Lyapunov

MICRO- Tén vệ tinh hợp tác khu vue

STAR Châu Á- Thái Bình Dương

4.2.2 Ôn định hớa loan cue - - 49 4.3 Diễu khiển phí tuyến s nọ tre Sreeres.STY 4.3.1 Bộ điều khiển Lyapunov 1 - - - 52 4.3.2 Bộ diễu khiển Lyapunov 2 s svvevseerrrrrrrrrrrerrrrrreore.Ð3 4.3.3 Bộ điều khiến Lyapumev 3 - - - - 34

4.3.4 Hộ điều khiển trượt các con 2212.557

5.2, Điều khiển tuyển tÍnh son nh xe deities OO

§.2.1 Diéu khién dia phương, - 60

5.3 Điều khiển phi tuyển TH H112 n2 rree 61

5.3.1 Diễn khién Lyapunov 1 - - - 6k

5.3.2 Điều khiến Luyapunov 3 c se ve Hee ,Ô)

5.3.2 Diễu khiển trượt cà Hung eeưe —

Danh mục các kí hiệu các chữ viết tắt

Kí hiệu Tên Liêng Anh Tên tiếng ViệL

ADCSS | Attitude Determination and Control IIệ mô phỏng xác định và

Simulation System điều khiển tư thế

LEC Lyapunov function candidate Ham Lyapunov

MICRO- Tén vệ tinh hợp tác khu vue

STAR Châu Á- Thái Bình Dương

-_ Hệ thống xác định và điều khiến tư thế vệ tỉnh

-_ Hệ thống cdu tuc co khi vé tinh

Nhằm bước đầu tìm hiểu và nghiên cứu hệ thẳng xác định và điều khiển tư thế

vệ nh, Bước dầu nhớm dễ tài xây dựng ruột hệ thống mô phỏng hệ xác định và điều khiển tư thế vệ tình trên mặt đất cũng là nội dung lựa chọn cho luận vẫn này Mục đích nghiên cứu của luận văn lá tìm hiểu về việc xá

thể về tĩnh cụ thể là vệ tính nhỏ có khối lượng 50kg bay ở quï dao thập có nhiệm vu

quan sát trái đát Từ đỏ đưa xây dựng mô hình đóng học và động lực học vệ tỉnh

trong không gian Đưa ra các phương án diều khiển và xảy dựng bộ diễu khiển mô phóng trên máy tỉnh Tuy vậy do điều kiện về mặt thời gian cũng để tài mới chi tiến thành với một vải điều kiện cơ bản cũng như các mô hình cảm biển và cơ cầu chấp

Chương 2: Mô phông xác định và điều khiến tư thê vệ tỉnh

Chương 3: Cơ số toàn học

Chương 4:Phân tích lý thuyết

Chương 5: Mô phỏng

Chương 6:Kết luận và

Danh mục các kí hiệu các chữ viết tắt

Kí hiệu Tên Liêng Anh Tên tiếng ViệL

ADCSS | Attitude Determination and Control IIệ mô phỏng xác định và

Simulation System điều khiển tư thế

LEC Lyapunov function candidate Ham Lyapunov

MICRO- Tén vệ tinh hợp tác khu vue

STAR Châu Á- Thái Bình Dương

LOI CAM DOAN

Luận văn được giao nhiệm vụ nghiên cứu với dé tai “Thiết kế xây đựng hộ mô

phỏng hệ thông xác định và điêu khiển tr thể vệ tỉnh nhỏ quan sát trái đất” Tác giả

đã hoán thánh việc nghiên cứu dễ tải với đầy dủ nội dung và yêu cầu đăng ký

trong bản dễ cương,

"Tác giả xin cam đoan đã trực tiếp thực hiện toàn bộ nôi dung nghiên cửu

không có sự gian lận hay sao chép

"Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những cam đoan trên đây

TIà Nội, ngây 28-10-2010

Người viết cam doan

"Tác giả luận văn

Huỳnh Xuân Quang

4.2.2 Ôn định hớa loan cue - - 49 4.3 Diễu khiển phí tuyến s nọ tre Sreeres.STY 4.3.1 Bộ điều khiển Lyapunov 1 - - - 52 4.3.2 Bộ diễu khiển Lyapunov 2 s svvevseerrrrrrrrrrrerrrrrreore.Ð3 4.3.3 Bộ điều khiến Lyapumev 3 - - - - 34

4.3.4 Hộ điều khiển trượt các con 2212.557

5.2, Điều khiển tuyển tÍnh son nh xe deities OO

§.2.1 Diéu khién dia phương, - 60

5.3 Điều khiển phi tuyển TH H112 n2 rree 61

5.3.1 Diễn khién Lyapunov 1 - - - 6k

5.3.2 Điều khiến Luyapunov 3 c se ve Hee ,Ô)

5.3.2 Diễu khiển trượt cà Hung eeưe —

LỚI CẢM ƠN

Trong quá trinh nghiên cứu và phát triển luận văn tốt nghiệp thạc sĩ cơ học với

để L * Với sự nỗ lực của bản than cĩng như sự giúp đỡ cửa các thấy cô giáo,

gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp về vật chất và tỉnh thản Tác giã đã hoàn thành

khóa luận tốt nghiệp với những cổ gắng cao nhất Nhân dịp này, tác gid bay 16 long biết ơn sâu so tới:

° PGS.LS Dinh Văn Phong, Bộ môn Cơ học ứng dụng, Viện Cơ khi, Trường Đại học Bách Khoe Hà Nội

® Tap thể đồng nghiệp tại phòng Dộng lực học và Cơ điện tủ chính xác —

Viên CNVT-Viên KH&CN Việt Nam

œ - Gia đỉnh va các bạn học viền cao họe khóa 2008-2010

Trúc giá luận văn

Mở đầu

Xuất phát từ quả trình nghiên cửu tại Viện Công nghệ Vũ trụ-Viên KH vả CN Việt Nam Trong đó có đẻ tài đang được triển khai là nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo

và chuẩn bị phóng vệ tỉnh nhỏ (MICRO-STAR) phục vụ phát triển về tính Chau A

Thai Binh Duong — APRSAF satellite

Nội dung chính của chương trình:

Dựa trên kết quả điều tra vẻ nhu câu của các nước trong khu vực Châu Á ~

Thai Bình Dương trong việc sử dụng vệ tỉnh chung, chương trình hợp tác phát triển

vé tinh Chau A Thai Binh Duong — APRSAF satellite duge chia thanh 2 giai đoạn

chinh:

* Giai đoạn 1 với mục đích chế tạo một vệ tỉnh thử nghiém (Micro STAR)

với khôi lượng khoảng 50kg;

* Giai doan 2 là chế tạo vệ tỉnh quan sát trai dat chinh APRSAF satellite với

khôi lượng khoảng 300-500kg

Giải đoạn 1: Miqo STAR Giai đoạn 2; APRSAF Satellite

Vệ tỉnh Micro — STAR được thiết ke dua trên nhiệm vụ cơ bản là giảm sát đất

đai hoặc/và vùng biên, dữ liệu ảnh của về tỉnh cỏ thẻ lây được một cách đẻ dàng trên mternet và chia sẻ thông tin, đữ liệu cho các nước tham gia dự án

Nhóm chương trình ở Việt Nam được giao nhiệm vụ tiền nghiên cứu thiết kế

hai thành phản chính của vệ tỉnh MICRO-STAR là:

LỚI CẢM ƠN

Trong quá trinh nghiên cứu và phát triển luận văn tốt nghiệp thạc sĩ cơ học với

để L * Với sự nỗ lực của bản than cĩng như sự giúp đỡ cửa các thấy cô giáo,

gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp về vật chất và tỉnh thản Tác giã đã hoàn thành

khóa luận tốt nghiệp với những cổ gắng cao nhất Nhân dịp này, tác gid bay 16 long biết ơn sâu so tới:

° PGS.LS Dinh Văn Phong, Bộ môn Cơ học ứng dụng, Viện Cơ khi, Trường Đại học Bách Khoe Hà Nội

® Tap thể đồng nghiệp tại phòng Dộng lực học và Cơ điện tủ chính xác —

Viên CNVT-Viên KH&CN Việt Nam

œ - Gia đỉnh va các bạn học viền cao họe khóa 2008-2010

Trúc giá luận văn

LỚI CẢM ƠN

Trong quá trinh nghiên cứu và phát triển luận văn tốt nghiệp thạc sĩ cơ học với

để L * Với sự nỗ lực của bản than cĩng như sự giúp đỡ cửa các thấy cô giáo,

gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp về vật chất và tỉnh thản Tác giã đã hoàn thành

khóa luận tốt nghiệp với những cổ gắng cao nhất Nhân dịp này, tác gid bay 16 long biết ơn sâu so tới:

° PGS.LS Dinh Văn Phong, Bộ môn Cơ học ứng dụng, Viện Cơ khi, Trường Đại học Bách Khoe Hà Nội

® Tap thể đồng nghiệp tại phòng Dộng lực học và Cơ điện tủ chính xác —

Viên CNVT-Viên KH&CN Việt Nam

œ - Gia đỉnh va các bạn học viền cao họe khóa 2008-2010

Trúc giá luận văn

Mở đầu

Xuất phát từ quả trình nghiên cửu tại Viện Công nghệ Vũ trụ-Viên KH vả CN Việt Nam Trong đó có đẻ tài đang được triển khai là nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo

và chuẩn bị phóng vệ tỉnh nhỏ (MICRO-STAR) phục vụ phát triển về tính Chau A

Thai Binh Duong — APRSAF satellite

Nội dung chính của chương trình:

Dựa trên kết quả điều tra vẻ nhu câu của các nước trong khu vực Châu Á ~

Thai Bình Dương trong việc sử dụng vệ tỉnh chung, chương trình hợp tác phát triển

vé tinh Chau A Thai Binh Duong — APRSAF satellite duge chia thanh 2 giai đoạn

chinh:

* Giai đoạn 1 với mục đích chế tạo một vệ tỉnh thử nghiém (Micro STAR)

với khôi lượng khoảng 50kg;

* Giai doan 2 là chế tạo vệ tỉnh quan sát trai dat chinh APRSAF satellite với

khôi lượng khoảng 300-500kg

Giải đoạn 1: Miqo STAR Giai đoạn 2; APRSAF Satellite

Vệ tỉnh Micro — STAR được thiết ke dua trên nhiệm vụ cơ bản là giảm sát đất

đai hoặc/và vùng biên, dữ liệu ảnh của về tỉnh cỏ thẻ lây được một cách đẻ dàng trên mternet và chia sẻ thông tin, đữ liệu cho các nước tham gia dự án

Nhóm chương trình ở Việt Nam được giao nhiệm vụ tiền nghiên cứu thiết kế

hai thành phản chính của vệ tỉnh MICRO-STAR là:

LOI CAM DOAN

Luận văn được giao nhiệm vụ nghiên cứu với dé tai “Thiết kế xây đựng hộ mô

phỏng hệ thông xác định và điêu khiển tr thể vệ tỉnh nhỏ quan sát trái đất” Tác giả

đã hoán thánh việc nghiên cứu dễ tải với đầy dủ nội dung và yêu cầu đăng ký

trong bản dễ cương,

"Tác giả xin cam đoan đã trực tiếp thực hiện toàn bộ nôi dung nghiên cửu

không có sự gian lận hay sao chép

"Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những cam đoan trên đây

TIà Nội, ngây 28-10-2010

Người viết cam doan

"Tác giả luận văn

Huỳnh Xuân Quang

Danh muc cac bang và hình vẽ

Hinh 1.1 Mé hinh vé tink quan sat trai dat 12

Hình 1.2 Cúc trục định hưởng trên vệ tih cằeieieiereeeeroe.L3

Hình 2 1MMô hình vệ tỉnh kICIO-H2N co sieeieerere ¬ -

Hình 2 2 Bệ mỗ phông xác định và điều khiến tư thê vệ tỉnh - 15

Hình 2 3 Sơ đồ nguyên lý bộ mỗ phÒng coi TÓ

Hình 2 4 Câm biển xác định Iư thế - - 16 Tình 2 5 Nguyên {0 làm việc cảm biển mặt tri - - 17

Hình 2 6 Hệ thông di Knién cân bằng fìh TH he m Hình 2 7 Bánh xe động lượng - - - 18

na lớn ố ố ố.ố

Hình 2 9 Hệ thông phụt phản lực - 18 Hình 2 10 Toàn bộ hệ thẳng mô phng ceeiiiiiereeeeeioe.TÐ

Tình 3 1 Quỹ đạo elip -

Hình 3, 2 Các hệ tọa độ quy chiẾu cv

Hinh 3 3 Hién tuong charter

Hinh 3.4 Heim di vat các XẾp XỈ à àcieieieee

Hình 3 5 Mặt biên khi sử dụng hằm bão hoa

Hình 3 ö Bộ điều khiển bang-bang

Hình 3 7 Bộ điều khiến bang-bang và vùng chết

Hình 5 1 Kết quả mô phỏng với diễu khiển P) - 61

Hình 5 2 KẾt quả mô phông với diéu khién Lyapunov } - 62

Hình 5 3 Kết quả mô phòng với diễu khiển Iyapunov 3 - 64

Hình 5 4 Kết quả mô phông với bộ diéu khién trượt - &

LỚI CẢM ƠN

Trong quá trinh nghiên cứu và phát triển luận văn tốt nghiệp thạc sĩ cơ học với

để L * Với sự nỗ lực của bản than cĩng như sự giúp đỡ cửa các thấy cô giáo,

gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp về vật chất và tỉnh thản Tác giã đã hoàn thành

khóa luận tốt nghiệp với những cổ gắng cao nhất Nhân dịp này, tác gid bay 16 long biết ơn sâu so tới:

° PGS.LS Dinh Văn Phong, Bộ môn Cơ học ứng dụng, Viện Cơ khi, Trường Đại học Bách Khoe Hà Nội

® Tap thể đồng nghiệp tại phòng Dộng lực học và Cơ điện tủ chính xác —

Viên CNVT-Viên KH&CN Việt Nam

œ - Gia đỉnh va các bạn học viền cao họe khóa 2008-2010

Trúc giá luận văn

-_ Hệ thống xác định và điều khiến tư thế vệ tỉnh

-_ Hệ thống cdu tuc co khi vé tinh

Nhằm bước đầu tìm hiểu và nghiên cứu hệ thẳng xác định và điều khiển tư thế

vệ nh, Bước dầu nhớm dễ tài xây dựng ruột hệ thống mô phỏng hệ xác định và điều khiển tư thế vệ tình trên mặt đất cũng là nội dung lựa chọn cho luận vẫn này Mục đích nghiên cứu của luận văn lá tìm hiểu về việc xá

thể về tĩnh cụ thể là vệ tính nhỏ có khối lượng 50kg bay ở quï dao thập có nhiệm vu

quan sát trái đát Từ đỏ đưa xây dựng mô hình đóng học và động lực học vệ tỉnh

trong không gian Đưa ra các phương án diều khiển và xảy dựng bộ diễu khiển mô phóng trên máy tỉnh Tuy vậy do điều kiện về mặt thời gian cũng để tài mới chi tiến thành với một vải điều kiện cơ bản cũng như các mô hình cảm biển và cơ cầu chấp

Chương 2: Mô phông xác định và điều khiến tư thê vệ tỉnh

Chương 3: Cơ số toàn học

Chương 4:Phân tích lý thuyết

Chương 5: Mô phỏng

Chương 6:Kết luận và

Mở đầu

Xuất phát từ quả trình nghiên cửu tại Viện Công nghệ Vũ trụ-Viên KH vả CN Việt Nam Trong đó có đẻ tài đang được triển khai là nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo

và chuẩn bị phóng vệ tỉnh nhỏ (MICRO-STAR) phục vụ phát triển về tính Chau A

Thai Binh Duong — APRSAF satellite

Nội dung chính của chương trình:

Dựa trên kết quả điều tra vẻ nhu câu của các nước trong khu vực Châu Á ~

Thai Bình Dương trong việc sử dụng vệ tỉnh chung, chương trình hợp tác phát triển

vé tinh Chau A Thai Binh Duong — APRSAF satellite duge chia thanh 2 giai đoạn

chinh:

* Giai đoạn 1 với mục đích chế tạo một vệ tỉnh thử nghiém (Micro STAR)

với khôi lượng khoảng 50kg;

* Giai doan 2 là chế tạo vệ tỉnh quan sát trai dat chinh APRSAF satellite với

khôi lượng khoảng 300-500kg

Giải đoạn 1: Miqo STAR Giai đoạn 2; APRSAF Satellite

Vệ tỉnh Micro — STAR được thiết ke dua trên nhiệm vụ cơ bản là giảm sát đất

đai hoặc/và vùng biên, dữ liệu ảnh của về tỉnh cỏ thẻ lây được một cách đẻ dàng trên mternet và chia sẻ thông tin, đữ liệu cho các nước tham gia dự án

Nhóm chương trình ở Việt Nam được giao nhiệm vụ tiền nghiên cứu thiết kế

hai thành phản chính của vệ tỉnh MICRO-STAR là:

Mở đầu

Xuất phát từ quả trình nghiên cửu tại Viện Công nghệ Vũ trụ-Viên KH vả CN Việt Nam Trong đó có đẻ tài đang được triển khai là nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo

và chuẩn bị phóng vệ tỉnh nhỏ (MICRO-STAR) phục vụ phát triển về tính Chau A

Thai Binh Duong — APRSAF satellite

Nội dung chính của chương trình:

Dựa trên kết quả điều tra vẻ nhu câu của các nước trong khu vực Châu Á ~

Thai Bình Dương trong việc sử dụng vệ tỉnh chung, chương trình hợp tác phát triển

vé tinh Chau A Thai Binh Duong — APRSAF satellite duge chia thanh 2 giai đoạn

chinh:

* Giai đoạn 1 với mục đích chế tạo một vệ tỉnh thử nghiém (Micro STAR)

với khôi lượng khoảng 50kg;

* Giai doan 2 là chế tạo vệ tỉnh quan sát trai dat chinh APRSAF satellite với

khôi lượng khoảng 300-500kg

Giải đoạn 1: Miqo STAR Giai đoạn 2; APRSAF Satellite

Vệ tỉnh Micro — STAR được thiết ke dua trên nhiệm vụ cơ bản là giảm sát đất

đai hoặc/và vùng biên, dữ liệu ảnh của về tỉnh cỏ thẻ lây được một cách đẻ dàng trên mternet và chia sẻ thông tin, đữ liệu cho các nước tham gia dự án

Nhóm chương trình ở Việt Nam được giao nhiệm vụ tiền nghiên cứu thiết kế

hai thành phản chính của vệ tỉnh MICRO-STAR là:

Danh mục các kí hiệu các chữ viết tắt

Kí hiệu Tên Liêng Anh Tên tiếng ViệL

ADCSS | Attitude Determination and Control IIệ mô phỏng xác định và

Simulation System điều khiển tư thế

LEC Lyapunov function candidate Ham Lyapunov

MICRO- Tén vệ tinh hợp tác khu vue

STAR Châu Á- Thái Bình Dương

Danh mục các kí hiệu các chữ viết tắt

Kí hiệu Tên Liêng Anh Tên tiếng ViệL

ADCSS | Attitude Determination and Control IIệ mô phỏng xác định và

Simulation System điều khiển tư thế

LEC Lyapunov function candidate Ham Lyapunov

MICRO- Tén vệ tinh hợp tác khu vue

STAR Châu Á- Thái Bình Dương

-_ Hệ thống xác định và điều khiến tư thế vệ tỉnh

-_ Hệ thống cdu tuc co khi vé tinh

Nhằm bước đầu tìm hiểu và nghiên cứu hệ thẳng xác định và điều khiển tư thế

vệ nh, Bước dầu nhớm dễ tài xây dựng ruột hệ thống mô phỏng hệ xác định và điều khiển tư thế vệ tình trên mặt đất cũng là nội dung lựa chọn cho luận vẫn này Mục đích nghiên cứu của luận văn lá tìm hiểu về việc xá

thể về tĩnh cụ thể là vệ tính nhỏ có khối lượng 50kg bay ở quï dao thập có nhiệm vu

quan sát trái đát Từ đỏ đưa xây dựng mô hình đóng học và động lực học vệ tỉnh

trong không gian Đưa ra các phương án diều khiển và xảy dựng bộ diễu khiển mô phóng trên máy tỉnh Tuy vậy do điều kiện về mặt thời gian cũng để tài mới chi tiến thành với một vải điều kiện cơ bản cũng như các mô hình cảm biển và cơ cầu chấp

Chương 2: Mô phông xác định và điều khiến tư thê vệ tỉnh

Chương 3: Cơ số toàn học

Chương 4:Phân tích lý thuyết

Chương 5: Mô phỏng

Chương 6:Kết luận và

4.2.2 Ôn định hớa loan cue - - 49 4.3 Diễu khiển phí tuyến s nọ tre Sreeres.STY 4.3.1 Bộ điều khiển Lyapunov 1 - - - 52 4.3.2 Bộ diễu khiển Lyapunov 2 s svvevseerrrrrrrrrrrerrrrrreore.Ð3 4.3.3 Bộ điều khiến Lyapumev 3 - - - - 34

4.3.4 Hộ điều khiển trượt các con 2212.557

5.2, Điều khiển tuyển tÍnh son nh xe deities OO

§.2.1 Diéu khién dia phương, - 60

5.3 Điều khiển phi tuyển TH H112 n2 rree 61

5.3.1 Diễn khién Lyapunov 1 - - - 6k

5.3.2 Điều khiến Luyapunov 3 c se ve Hee ,Ô)

5.3.2 Diễu khiển trượt cà Hung eeưe —

Danh mục các kí hiệu các chữ viết tắt

Kí hiệu Tên Liêng Anh Tên tiếng ViệL

ADCSS | Attitude Determination and Control IIệ mô phỏng xác định và

Simulation System điều khiển tư thế

LEC Lyapunov function candidate Ham Lyapunov

MICRO- Tén vệ tinh hợp tác khu vue

STAR Châu Á- Thái Bình Dương

Danh mục các kí hiệu các chữ viết tắt

Kí hiệu Tên Liêng Anh Tên tiếng ViệL

ADCSS | Attitude Determination and Control IIệ mô phỏng xác định và

Simulation System điều khiển tư thế

LEC Lyapunov function candidate Ham Lyapunov

MICRO- Tén vệ tinh hợp tác khu vue

STAR Châu Á- Thái Bình Dương

Danh muc cac bang và hình vẽ

Hinh 1.1 Mé hinh vé tink quan sat trai dat 12

Hình 1.2 Cúc trục định hưởng trên vệ tih cằeieieiereeeeroe.L3

Hình 2 1MMô hình vệ tỉnh kICIO-H2N co sieeieerere ¬ -

Hình 2 2 Bệ mỗ phông xác định và điều khiến tư thê vệ tỉnh - 15

Hình 2 3 Sơ đồ nguyên lý bộ mỗ phÒng coi TÓ

Hình 2 4 Câm biển xác định Iư thế - - 16 Tình 2 5 Nguyên {0 làm việc cảm biển mặt tri - - 17

Hình 2 6 Hệ thông di Knién cân bằng fìh TH he m Hình 2 7 Bánh xe động lượng - - - 18

na lớn ố ố ố.ố

Hình 2 9 Hệ thông phụt phản lực - 18 Hình 2 10 Toàn bộ hệ thẳng mô phng ceeiiiiiereeeeeioe.TÐ

Tình 3 1 Quỹ đạo elip -

Hình 3, 2 Các hệ tọa độ quy chiẾu cv

Hinh 3 3 Hién tuong charter

Hinh 3.4 Heim di vat các XẾp XỈ à àcieieieee

Hình 3 5 Mặt biên khi sử dụng hằm bão hoa

Hình 3 ö Bộ điều khiển bang-bang

Hình 3 7 Bộ điều khiến bang-bang và vùng chết

Hình 5 1 Kết quả mô phỏng với diễu khiển P) - 61

Hình 5 2 KẾt quả mô phông với diéu khién Lyapunov } - 62

Hình 5 3 Kết quả mô phòng với diễu khiển Iyapunov 3 - 64

Hình 5 4 Kết quả mô phông với bộ diéu khién trượt - &

4.2.2 Ôn định hớa loan cue - - 49 4.3 Diễu khiển phí tuyến s nọ tre Sreeres.STY 4.3.1 Bộ điều khiển Lyapunov 1 - - - 52 4.3.2 Bộ diễu khiển Lyapunov 2 s svvevseerrrrrrrrrrrerrrrrreore.Ð3 4.3.3 Bộ điều khiến Lyapumev 3 - - - - 34

4.3.4 Hộ điều khiển trượt các con 2212.557

5.2, Điều khiển tuyển tÍnh son nh xe deities OO

§.2.1 Diéu khién dia phương, - 60

5.3 Điều khiển phi tuyển TH H112 n2 rree 61

5.3.1 Diễn khién Lyapunov 1 - - - 6k

5.3.2 Điều khiến Luyapunov 3 c se ve Hee ,Ô)

5.3.2 Diễu khiển trượt cà Hung eeưe —

LỚI CẢM ƠN

Trong quá trinh nghiên cứu và phát triển luận văn tốt nghiệp thạc sĩ cơ học với

để L * Với sự nỗ lực của bản than cĩng như sự giúp đỡ cửa các thấy cô giáo,

gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp về vật chất và tỉnh thản Tác giã đã hoàn thành

khóa luận tốt nghiệp với những cổ gắng cao nhất Nhân dịp này, tác gid bay 16 long biết ơn sâu so tới:

° PGS.LS Dinh Văn Phong, Bộ môn Cơ học ứng dụng, Viện Cơ khi, Trường Đại học Bách Khoe Hà Nội

® Tap thể đồng nghiệp tại phòng Dộng lực học và Cơ điện tủ chính xác —

Viên CNVT-Viên KH&CN Việt Nam

œ - Gia đỉnh va các bạn học viền cao họe khóa 2008-2010

Trúc giá luận văn

Danh mục các kí hiệu các chữ viết tắt

Kí hiệu Tên Liêng Anh Tên tiếng ViệL

ADCSS | Attitude Determination and Control IIệ mô phỏng xác định và

Simulation System điều khiển tư thế

LEC Lyapunov function candidate Ham Lyapunov

MICRO- Tén vệ tinh hợp tác khu vue

STAR Châu Á- Thái Bình Dương

Mở đầu

Xuất phát từ quả trình nghiên cửu tại Viện Công nghệ Vũ trụ-Viên KH vả CN Việt Nam Trong đó có đẻ tài đang được triển khai là nghiên cứu, thiết kẻ, chế tạo

và chuẩn bị phóng vệ tỉnh nhỏ (MICRO-STAR) phục vụ phát triển về tính Chau A

Thai Binh Duong — APRSAF satellite

Nội dung chính của chương trình:

Dựa trên kết quả điều tra vẻ nhu câu của các nước trong khu vực Châu Á ~

Thai Bình Dương trong việc sử dụng vệ tỉnh chung, chương trình hợp tác phát triển

vé tinh Chau A Thai Binh Duong — APRSAF satellite duge chia thanh 2 giai đoạn

chinh:

* Giai đoạn 1 với mục đích chế tạo một vệ tỉnh thử nghiém (Micro STAR)

với khôi lượng khoảng 50kg;

* Giai doan 2 là chế tạo vệ tỉnh quan sát trai dat chinh APRSAF satellite với

khôi lượng khoảng 300-500kg

Giải đoạn 1: Miqo STAR Giai đoạn 2; APRSAF Satellite

Vệ tỉnh Micro — STAR được thiết ke dua trên nhiệm vụ cơ bản là giảm sát đất

đai hoặc/và vùng biên, dữ liệu ảnh của về tỉnh cỏ thẻ lây được một cách đẻ dàng trên mternet và chia sẻ thông tin, đữ liệu cho các nước tham gia dự án

Nhóm chương trình ở Việt Nam được giao nhiệm vụ tiền nghiên cứu thiết kế

hai thành phản chính của vệ tỉnh MICRO-STAR là:

LỚI CẢM ƠN

Trong quá trinh nghiên cứu và phát triển luận văn tốt nghiệp thạc sĩ cơ học với

để L * Với sự nỗ lực của bản than cĩng như sự giúp đỡ cửa các thấy cô giáo,

gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp về vật chất và tỉnh thản Tác giã đã hoàn thành

khóa luận tốt nghiệp với những cổ gắng cao nhất Nhân dịp này, tác gid bay 16 long biết ơn sâu so tới:

° PGS.LS Dinh Văn Phong, Bộ môn Cơ học ứng dụng, Viện Cơ khi, Trường Đại học Bách Khoe Hà Nội

® Tap thể đồng nghiệp tại phòng Dộng lực học và Cơ điện tủ chính xác —

Viên CNVT-Viên KH&CN Việt Nam

œ - Gia đỉnh va các bạn học viền cao họe khóa 2008-2010

Trúc giá luận văn