عنوان پایان‌نامه
جانمائی بهینه? اجزاء ماهواره نمونه با در نظر گرفتن قیود فرکانس طبیعی و کنترل وضعیت
- رشته تحصیلی
- مهندسی هوا فضا -مهندسی فضایی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71105
- تاریخ دفاع
- ۰۷ شهریور ۱۳۹۴
- دانشجو
- هما مومنی اسکندری
- استاد راهنما
- مهدی فکور ثقیه
- چکیده
- در این پروژه جانمایی بهینه اجزاء ماهواره نمونه با در نظر گرفتن قیود فرکانس طبیعی و کنترل وضعیت مورد بررسی قرار گرفته است. در ابتدا قیود و الزامات سیستمی طراحی ماهواره مانند الزامات پرتابگر و الزامات زیرسیستم های ماهواره نمونه استخراج و بر این اساس چیدمان اولیه ای برای زیرسیستم های ماهواره انجام شده است. پس از تعیین جانمایی اولیه، فرایند بهینه¬سازی طراحی جانمایی اجزای ماهواره با توجه به قیود و الزامات مربوطه انجام گرفته است. با توجه به تعداد اجزای موجود در ماهواره و قیود بسیاری که ممکن است در تقابل با یکدیگر قرار گیرند، عملا جانمایی به صورت تجربی به مسئله پیچیده مهندسی و طراحی تبدیل می¬شود. مشکلات اساسی طراحی جانمایی شامل بیان و فرموله نمودن مسئله به صورت ریاضی، روش حل و رویکردهای عملی در مهندسی می¬باشد. روش بهینه¬سازی بکارگرفته شده برای جانمایی اجزاء، روش هیبرید است که ترکیبی از روش بهینه سازی تجمع ذرات و برنامه ریزی متوالی درجه دوم می¬باشد. الگوریتم بهینه¬سازی مورد استفاده بر روی ماهواره نمونه برای اطمینان از نتایج حاصل اعتبارسنجی شده است. پس از اطمینان از کارآمدی و دقت الگوریتم بهینه¬سازی قید فرکانس طبیعی برای جلوگیری از ایجاد رزونانس در پرتابگر و ماهواره در هنگام پرتاب به مسئله اضافه شده است و مسئله بهینه سازی جانمایی با ایجاد لینک بین نرم افزازهای متلب والمان محدود مجددا انجام شده است. مقایسه مقادیر نتایج حاصل نشان می دهد که روش ارائه شده در این پروژه بسیار توانمند و مبین کارایی بهتر و دقت بیشتر در حل مسئله جانمایی می باشد. ممان های اینرسی که تابع هدف هستند، تا حد ممکن مینیمم و در روش هیبرید، 5 درصد نسبت به مرجع کاهش یافته است و قید مهم فرکانس طبیعی ماهواره در راستای عرضی و طولی برآورده شده است، که نشان می دهد نیازمندی های سفتی ماهواره در شرایط پرتاب تامین و از پدیده تشدید در ماهواره و پرتابگر جلوگیری شده است. همچنین قیود هندسی و برخی الزامات کنترلی برآورده شده اند. روش به کارگرفته شده در این پروژه می تواند راهکاری اصلی برای حل مسائل جانمایی با در نظر گرفتن قیود و الزامات خاص در ماهواره های نمونه باشد.
- Abstract
- Abstract This project has been investigated optimal layout of sample satellite components by considering of natural frequency and attitude control constraints. At first, constraints and requirements system of Satellite design have been extracted. Such as launcher requirements and requirements of subsystem satellite module. And accordingly, preliminary layout has been done for satellite subsystems. After determining the initial layout, process optimization of layout design the satellite components has been done according to the relevant constraints and requirements. The optimization method employed for layout is hybrid which is a combination of particle swarm optimization and sequential quadratic programming methods. Optimization algorithm used on the satellite module to ensure the results has been validated. After securing of effectiveness and accuracy optimization algorithm, natural frequency constraint added to the problem to avoid of creating resonance in launcher and satellite at the time of launch and layout optimization problem done again by creating a link between Matlab and finite element software, So far this link has not been done in the problem of layout satellite. Comparison of the results obtained shows the method proposed in this project is very capable and has better performance and accuracy at layout problem solving. The moments of inertia that are the object function, have been reduced as much as possible and 5% have been minimized in hybrid method relative to the to the reference and important constraint of natural frequency the satellite has been satisfied in the transverse and longitudinal. That shows satellite rigidity requirements in conditions launch has been provided and the resonance phenomenon in satellites and launchers has been prevented. Also geometric constraints and some control requirements have been satisfied. The method employing in this project can be the main way to solve layout problems with considering the constraints and spec
