Attitude control of the nanosatellite using a hybrid fuzzy algorithm by means of the reaction wheels

Abstract

Numerous application fields of automation the industrial processes have demonstrated favorable outcomes with modern control algorithms that rely on artificial intelligence. Therefore, some researchers have endeavored to implement these algorithms in the attitude control of satellites by evaluating their performance in simulated scenarios. However, due to the associated cost and risks, there is a scarcity of experimental data available for testing new attitude control algorithms on a real satellite. To address this issue, simulation of satellite positioning based on the dynamic model of the satellite with reaction wheels was carried out to perform a comparative analysis of a hybrid proportional integral and derivative (PID) fuzzy control algorithm and a classical PID control algorithm, regarding the analysis of the obtained performances. The obtained results indicate that using a Hybrid Fuzzy PID control algorithm produces better performances, than the PID control algorithm.

Numeroase domenii de automatizare a proceselor industriale au demonstrat rezultate favorabile în utilizare a algoritmilor moderni de control, care se bazează pe inteligența artificială. Prin urmare, unii cercetători au implementat acești algoritmi în controlul atitudinii sateliților prin evaluarea performanței acestora în scenarii simulate. Cu toate acestea, din cauza costurilor și riscurilor asociate, există un deficit de date experimentale disponibile pentru testarea noilor algoritmi de control al atitudinii pe un satelit real. Pentru a rezolva această problemă, a fost efectuată simularea poziționării satelitului în baza modelului dinamic al satelitului cu roți de reacție pentru a efectua o analiză comparativă a unui algoritm de reglare fuzzy proporțional integral și derivativ (PID) hibrid și a unui algoritm de reglare clasic PID, în ceea ce privește analiza de performanțe obținute. Rezultatele simulării au demonstrat că utilizarea algoritmului de reglare fuzzy PID hibrid asigură performanțe mai ridicate în comparație cu algoritmul de reglare clasic PID.