امروزه، انجام یک عملیات نظامی موفق مستلزم داشتن اطلاعات کاملی از میدان رزم، موقعیت و آرایش یگان­‌های دشمن، وسایل و ساختار دفاعی آن­ها، محل اختفای سلاح­‌ها، جزئیات عوارض زمین و توپوگرافی دقیق آن برای تعیین خطوط پیش­روی، عقب‌نشینی و هدایت عملیات است. یکی از کارآمدترین روش­‌ها برای تهیه این اطلاعات، استفاده از ماهواره‌های جاسوسی مجهز به رادار دهانه ترکیبی (SAR) است. این نوع رادار به دلیل مزایای فراوان از جمله عدم وابستگی به وجود نور خورشید، توان تفکیک بالا و تأثیرپذیری کم از شرایط جوی، کاربرد فراوانی در تهیه تصاویر ماهواره‌­ای داشته است. پرواز آرایش یافته ماهواره­‌ها، نوع جدیدی از مأموریت‌های فضایی در حال ظهور است که در سال­‌های اخیر مورد توجه بسیاری از صنایع نظامی جهان قرار گرفته است. این پرواز شامل دو یا تعداد بیشتری از ماهواره‌های نزدیک به هم بوده و هدف آن جایگزین نمودن یک ماهواره بزرگ، سنگین و پرهزینه با شبکه‌­ای متشکل از چندین ماهواره کوچک، سبک و کم­ هزینه در فاصله نزدیک به هم است. استفاده از چندین ماهواره مجهز به رادار دهانه ترکیبی SAR به صورت مأموریت پرواز آرایش یافته، منجر به دستیابی به تصاویر سه‌بعدی با توان تفکیک بالاتر در سمت و برد و زاویه دید بیشتر نسبت به یک ماهوارۀ مجرد SAR با طول آنتن محدود می‌گردد. طراحی قوانین کنترلی دقیق برای ماهواره­‌ها در یک مأموریت پرواز آرایش یافته که به‌طور مستقیم با یکدیگر ارتباط داشته و به‌صورت فعال کنترل می­‌گردند، یک چالش اساسی محسوب می­‌گردد. در این پژوهش، مسئله مدل­سازی و کنترل شش-درجه آزادی حرکت کوپل‌شده پرواز آرایشی ماهواره­‌ها در حضور اغتشاشات مداری مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا مدل جدیدی برای توصیف حرکت نسبی دورانی و انتقالی در پرواز آرایشی ماهواره­‌ها ارائه شده است. مدل ارائه شده برخلاف مدل­های قبلی که بر پایه جبر کواترنیون­‌های دوگانه بنا شده‌اند، تنها بر اساس جبر خطی قابل نمایش بوده که این امر منجر به سادگی در طراحی و تحلیل پایداری کنترل­ کننده‌­ها گردیده و هزینه محاسباتی را تا حد قابل توجهی کاهش می‌دهد. در قدم بعدی، بر پایه این مدل، پنج کنترل­‌کننده غیرخطی جدید برای سیستم طراحی گردیده است. کنترل­‌کننده اول، یک کنترل‌کننده مود لغزشی و مقاوم در برابر نامعینی‌­های محدود با باند معلوم می­‌باشد. کنترل­‌کننده دوم، یک کنترل­‌کننده ترکیبی مود لغزشی و تطبیقی با قابلیت تحمل خطا در عملگر­ها بوده و بدون داشتن هرگونه اطلاعات اولیه از نامعینی‌های سیستم طراحی گردیده است. کنترل‌کننده سوم، یک کنترل‌کننده پس‌خور خروجی به همراه یک رؤیت­ گر مقاوم بوده که بدون اندازه­ گیری سرعت­‌های دورانی نسبی و انتقالی طراحی گردیده است. کنترل‌کننده چهارم یک کنترل‌کننده شبکه عصبی بوده که همانند کنترل‌کننده سوم در برابر خرابی عملگر و همچنین اغتشاشات با باند نامعلوم مقاوم است. کنترل‌کننده پنجم، یک کنترل‌کننده بر مبنای خطی‌سازی فیدبک و تنظیم پارامترهای کنترلر PID با استفاده از منطق فازی است. درنهایت، با شبیه­‌سازی عددی آنها، به صحت­ سنجی روش­های پیشنهادیپرداخته شده است.

آنچه در این کد خواهید آموخت:

۱- ارایه یک مدل­ دینامیکی جدید برای توصیف حرکت نسبی شش درجه آزادی در پرواز آرایشی ماهواره­‌ها با در نظر گرفتن نیرو­ها و گشتاور­های ناشی از اغتشاشات مداری

۲- ارائه یک کنترل­‌کننده جدید مود لغزشی بر اساس مدل استخراج شده با معلوم بودن محدوده نامعینی سیستم

۳- ارایه یک کنترل­‌کننده جدید مود لغزشی-تطبیقی بدون داشتن هیچ­‌گونه اطلاعات اولیه از محدوده نامعینی سیستم، باقابلیت تحمل خرابی در عملگرها و محدوده اشباع آنها

۴-ارائۀ یک کنترل‌­کننده جدید پس‌خوراند خروجی بر اساس رؤیت­گر مود لغزشی مرتبۀ دوم بدون نیاز به اندازه­‌گیری سرعت­های نسبی دورانی و انتقالی ماهواره‌­ها.

۵- ارائه کنترل‌کننده جدید هوشمند شبکه عصبی با قابلیت تحمل خرابی و خطا در عملگرها و عدم نیاز به دانستن باند نامعینی در سیستم.

۶- ارائه کنترل‌کننده جدید هوشمند بر پایه خطی سازی فیدبک و منطق فازی با قابلیت تحمل اغتشاشات با باند نامعلوم.

نکات و الزامات:

۱- این پروژه حاوی پنج کد جداگانه است.

۲- برنامه‌های نوشته شده همگی در نرم‌افزار MATLAB R2016a تست شده است.

۳- برای اجرای درست کدها بایستی نرم‌افزار Visual Studio شرکت مایکروسافت روی سیستم نصب شده باشد.