ORBIT CONTROL USING ELECTRIC PROPULSION SYSTEMS FOR EARTH OBSERVATION SATELLITE SWARM | ||
| Journal of Al-Azhar University Engineering Sector | ||
| Article 17, Volume 15, Issue 55, April 2020, Pages 560-572 PDF (518.15 K) | ||
| Document Type: Original Article | ||
| DOI: 10.21608/auej.2020.87879 | ||
| Authors | ||
| Tarek Mahmoud1; Saed Othman1; A Farrag2; Ahmed Y ELRaffiey2 | ||
| 1Electrical Eng. Department Faculty of Engineering, Al-Azhar University, Cairo, Egypt | ||
| 2Division Egyptian Space Agency, Cairo, ,Egypt | ||
| Abstract | ||
| The new trend in a remote sensing application is to replace the traditional single satellite with a set of low-cost, simple and short development time satellites. Satellite swarm consists of twelve CubeSats work as imaging nodes accompanied by a data-relay-satellite was proposed to fulfill Earth observation mission. In order to achieve the required mission performance, it is necessary to maintain the virtual structure of the satellite swarm over the mission lifetime. The external disturbances (e.g. Earth oblateness, atmospheric drag, and solar radiation pressure, etc.) cause a drift to the orbits of satellite warm; therefore, this disturbance can change the virtual topology of the satellite swarm. In order to keep the virtual topology of the satellite swarm, and to fulfill the mission requirements, it is required to maintain the orbits of all satellite swarm members all over its lifetime. Many researchers studied autonomous orbit control algorithms, such as PD, LQR, and sliding mode. In order to select the best algorithm for satellite swarm mission, this paper makes a comparison between the commonly used orbit control algorithms based on Matlab simulation, the required control thrust is generated using electric propulsion system, The parameters of control performance such as; the settling time, the steady-state error, the required control effort, and the execution time are used as compression factors to select the suitable orbital control algorithm for the proposed satellite swarm. الاتجاه الجديد في تطبيق الاستشعار عن بعد هو استبدال القمر الصناعي التقليدي بمجموعة من الأقمار الصناعية ذات التکلفة المنخفضة والبسيطة وقصيرة التطوير. يتکون سرب الأقمار الصناعية من اثني عشر العمل کما اقترح عقد التصوير مصحوبة بترحيل البيانات الفضائية لتنفيذ مهمة مراقبة الأرض. من أجل تحقيق الأداء المطلوب للمهمة ، من الضروري الحفاظ على البنية الافتراضية لسرب الأقمار الصناعية على مدى عمر المهمة. تسبب الاضطرابات الخارجية (مثل نفاذية الأرض ، والسحب في الغلاف الجوي ، وضغط الإشعاع الشمسي ، وما إلى ذلک) انجرافًا إلى مدارات حرارة القمر الصناعي ؛لذلک ، يمکن لهذا الاضطراب تغيير الهيکل الظاهري لسرب الأقمار الصناعية. من أجل الحفاظ على الهيکل الظاهري لسرب الأقمار الصناعية ، ولتلبية متطلبات المهمة ، يجب الحفاظ على مدارات جميع أعضاء سرب الأقمار الصناعية طوال فترة حياتها. درس العديد من الباحثين خوارزميات التحکم في المدار المستقلة ، مثل التفاضلي التناظرىو الخطيالثنائى ، ووضع الانزلاق. من أجل اختيار أفضل خوارزمية لمهمة سرب الأقمار الصناعية ، تجري هذه الورقة مقارنة بين خوارزميات التحکم في المدار المستخدمة بشکل شائع بناءً على محاکاة ماتلاب ، يتم إنشاء قوة التحکم المطلوبة باستخدام نظام الدفع الکهربائي ، معلمات أداء التحکم مثل ؛ يتم استخدام وقت الاستقرار وخطأ الحالة المستقرة وجهد التحکم المطلوب ووقت التنفيذ کعوامل ضغط لتحديد خوارزمية التحکم المداري المناسبة لسرب الأقمار الصناعية المقترح. | ||
| Keywords | ||
| Satellite Swarm; Earth Oblateness; Virtual Topology; Autonomous Orbit; Electric Propulsion سرب الأقمار الصناعية; نفاذية الأرض; طوبولوجيا افتراضية; مدار مستقل; الدفع الکهربائي | ||
|
Statistics Article View: 260 PDF Download: 336 |
||
