تبلیغات
برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات. - تعیین موقعیت وسایل نقلیه

برق. قدرت. کنترل. الکترونیک. مخابرات. تاسیسات.

دایره المعارف تاسیسات برق (اطلاعات عمومی برق)

دینامیک وضعیت و کنترل موقعیت اجسام

موقعیت و وضعیت یک جسم بنابه تعریف عبارتست از جهت یابی جسم بصورت مشاهده آن در یک چهارچوب مرجع، مانند برداری که معرف موقعیت یک هواپیما در صفحه رادار است. عبارت دینامیک بیانگر مدل شرایط متغییر بر حسب نیروهای اعمال شده بر جسم است و منظور از کنترل دستکاریِ با هدف این نیروهای خارجی است تا موقعیت جسم (مثلاً هواپیما یا کشتی) تعیین گردد.

کنترل موقعیت  

عبارت کنترل موقعیت اصطلاحاً به کنترل جهتیابی یک کشتی، هواپیما یا سایر وسایل نقلیه پرنده اطلاق میشود؛ خواه مسیر حرکت آن تحت تاثیر نیروهای فلکی یا جاذبه زمین قرار گرفته باشد. برای نیل به هدف کنترل موقعیت این وسیله سه عامل اساسی مورد نیاز است:

1.      سنسور: برای تعیین موقعیت فعلی وسیله

2.      اکچویتر یا محرک: برای اعمال نیروی لازم جهت تغییر مسیر یا اصلاح مسیر به یک مسیر دلخواه

3.      الگوریتم: که شامل مجموعه ای از محاسبات و تابع ریاضی و هندسه مکان یابی نقاط از موقعیت قبلی، فعلی، و موقعیت مورد نظر آتی است تا به اکچویتر اعمال شود.

سنسورهای مورد استفاده در سیستم کنترل و آشکارسازی موقعیت وسیله نقلیه عموماً شامل سنسورهای زیر هستند:

1.      ژیروسکوپ Gyroscope یا گردش نما: شامل وسایلی با قابلیت ادارک "چرخش" یا "دوران" یک جسم در فضای سه بعدی بدون اتکا بر ملاحظات سایر اشیا خارجی می باشد. به عبارت ساده تر ژیروسکوپ بطور خودکار قادر به تعیین گرای نجومی شی هدف می باشد. نوع کلاسیک آن شامل یک جرم فنری است و در انواع جدیدتر مانند " ژیرو لیزرها" از بازتابش یک منبع نور همگرا پیرامون یک مسیر بسته برای یافتن جهت گردش جسم استفاده میشود.

MEMS Gyroscope

شکل یک - یک ژیروسکوپ کلاسیک (راست) در مقابل یک GyroMEMS (چپ)

2.      آشکارساز سطح افق   Horizon Indicator یا افق سنج: عبارتست از یک وسیله اندازه گیری نوری که نور حاصل ازلبه اتمسفر زمین که در واقع همان سطح افق است را آشکار می سازد. معمولاً در ساختار این سنسورها برای آشکارسازی از نور مادون قرمز استفاده میشود تا بتواند در طرف تاریک زمین نیز بخوبی عمل کند. این وسیله ،جهت افق را نسبت به زمین بصورت دو محور عمود بر هم مشخص می کند. این وسیله کمترین دقت را در بین سنسورهای نجومی بخود اختصاص داده است.

شکل دو - افق سنج

3.      سنسورهای حرکتی Motion Sensors: این سنسورها امروزه بیشتر بر اساس تکنولوژی MEMS ساخته می شوند و کابردهای وسیعی در صنعت را بخود اختصاص داده اند. از جمله کاربردهای آنها می توان به استفاده در جرثقیلهای بزرگ و وسایل چرخنده نظیر آسیابها اشاره کرد.

4.      سنسور خورشیدی یا Sun Sensor: در راستای تعیین موقعیت یک جسم نیاز به داشتن مختصات نقطه یا نقاطی بعنوان مرجع هستیم. یکی از مراجعی که در سیستم کنترل موقعیت وسایل پرنده نظیر شاتلها و هواپیماها می تواند مورد استفاده قرار گیرد جهت وسیله نسبت به خورشید یا اساساً جهت خورشید نسبت به وسیله است. وسیله ای که می تواند برای تعیین جهت خورشید مورد استفاده قرار گیرد Sun Sensor یا سنسور خورشیدی نامیده می شود. یک سنسور خورشیدی میتواند به سادگی یک سلول خورشیدی که با جذب نور خورشید، ولتاژی متناسب با نور دریافتی تولید می کند باشد یا به پیچیدگی سنسورهای شعاعی دو محوره یا یک محوره خورشیدی باشد، که در آنها تغییرات زاویه خورشید (بر حسب درجه) بصورت تغییرات امپدانس یا رسانایی دو سر سنسور قابل اندازه گیری است. یکی از متداولترین انواع سنسورهای خورشیدی، سنسورهای بر مبنای مجموعه دیودهای نوری خطی است. در این تکنولوژی هر سنسور تنها در یک محور (مثلاً x) قادر به شناسایی جهت خورشید است. در این صورت بکمک دو سنسور بصورت عمود بر هم میتوان از یکی برای یافتن جهت خورشید و از دیگری برای یافتن جهت هواپیما استفاده نمود. قلب این نوع سنسور شامل یک لنز استوانه ای شکل است که پرتوهای نور خورشید را بر روی یک مجموعه 512 تایی دیود نوری می تاباند. از یک فیلتر در این سنسورها برای کاهش شدت نور و در نتیجه جلوگیری از به اشباع رفتن آشکار سازهای خروجی استفاده شده است. 

Image of Slt Sensors  

شکل سه - مجموعه ای از سنسورهای خورشیدی در زوایای اندازه گیری متفاوت

سرانجام با کمک تجهیزات فوق و با الگوریتمی متناسب امکان اعمال نیرو توسط اکچویتر به وسیله نقلیه فراهم میشود تا آنرا در جهت دلخواه قرار داد.

Attitude control

شکل چهار - کنترل جهت یک ماهواره در سه محور

    

شکل پنج - محل قرار گیری قطعات سیستم کنترل موقعیت بعنوان نمونه

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :