Research Article

Alçak yörünge uydularında itki teker konfigürasyonlarının kontrol performansına etkisi

Volume: 5 Number: 2 July 31, 2025
EN TR

Alçak yörünge uydularında itki teker konfigürasyonlarının kontrol performansına etkisi

Abstract

Bu çalışma, alçak Dünya yörüngesinde (LEO) görev yapan bir uydunun yönelim kontrolünü sağlamak amacıyla gerçekleştirilen modelleme, analiz ve denetim sürecini kapsamaktadır. Çalışmada, uydunun x, y, z eksenlerindeki dönme hareketlerini tanımlayan roll (yuvarlanma), pitch (yunuslama) ve yaw (sapma) yönelim dinamiklerine dayalı matematiksel model oluşturulmuş, ardından yönelim kontrolünü sağlayan itki tekeri sistemlerinin elektriksel ve mekanik özellikleri detaylı şekilde incelenmiştir. Kontrol sistemi, her bir tekerin bir DC motorla sürülmesi ve bu motorların oluşturduğu tork ile açısal hızların PID denetleyiciler aracılığıyla kontrol edilmesiyle gerçekleştirilmiştir. Üç farklı itki tekeri konfigürasyonu olan ortogonal 3 teker, dörtyüzlü 4 teker ve piramit 4 teker yapıları karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Her konfigürasyon için yuvarlanma, yunuslama ve sapma yönelimlerine sırasıyla 0.4 rad/s, 0.8 rad/s ve 1 rad/s yönelim açıları uygulanmış ve sistemin istenilen yönelime ulaşma süresi dörtyüzlü ve piramit konfigürasyonlarda yaklaşık 1 saniye, ortogonal yapıda ise yaklaşık 0,5 saniye olarak gözlemlenmiştir. Performans değerlendirmesi sonucunda ortogonal yapı 7.266×10⁻⁷ W güç harcayarak 15.633×10⁻⁷ rad/s maksimum açısal hıza ulaşırken, dörtyüzlü yapı 7.768×10⁻⁷ W güç harcamış ve 18.232×10⁻⁷ rad/s hıza ulaşmıştır; piramit yapı ise en yüksek tüketimi ve hızı sergileyerek 7.817×10⁻⁷ W güç ve 18.468×10⁻⁷ rad/s maksimum açısal hız üretmiştir. Sonuçlar, yönelim kontrol sistemlerinde görev profiline uygun konfigürasyon seçiminin, sistemin enerji verimliliği, yönelim doğruluğu ve kararlılığı üzerinde belirleyici olduğunu göstermektedir.

Keywords

References

  1. Vatalaro F, Corazza GE, Caini C and Ferrarelli C (1995) Analysis of LEO, MEO, and GEO global mobile satellite systems in the presence of interference and fading. IEEE Journal on Selected Areas in Communications 13:291-300. https://doi.org/10.1109/49.345873
  2. Jung D, Nam H, Choi J and Love D (2024) Modeling and Analysis of GEO Satellite Networks. IEEE Transactions on Wireless Communications 23:16757-16770. https://doi.org/10.1109/TWC.2024.3447229
  3. Xin J, Li, K (2024) Orbit Determination Method for BDS-3 MEO Satellites Based on Multi-Source Observation Links. Remote Sens 16:3702. https://doi.org/10.3390/rs16193702
  4. Pingping W and Xuemai G (2004) Key issues of multiple access technique for LEO satellite communication systems. Journal of Systems Engineering and Electronics 15:120-125.
  5. Avanzini G, Angelis E, Giulietti F, Serrano N (2019) Attitude control of Low Earth Orbit satellites by reaction wheels and magnetic torquers. Acta Astronautica 160:625-634. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2019.03.013
  6. Tehrani D, Givi R, Crunteanu H, Cican D (2021) G. Adaptive Predictive Functional Control of X-Y Pedestal for LEO Satellite Tracking Using Laguerre Functions. Applied Sciences 11:9794. https://doi.org/10.3390/app11219794
  7. Ofodile I, Ehrpais H, Slavinskis A and Anbarjafari G (2019) Stabilised LQR Control and Optimised Spin Rate Control for Nanosatellites. 9th International Conference on Recent Advances in Space Technologies (RAST), Istanbul, Turkey, June 11-14.
  8. Utkin V (1992) Sliding Modes in Control and Optimization. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Control Engineering, Mechatronics and Robotics (Other)

Journal Section

Research Article

Publication Date

July 31, 2025

Submission Date

June 1, 2025

Acceptance Date

July 26, 2025

Published in Issue

Year 2025 Volume: 5 Number: 2

APA
Kartal, S. (2025). Alçak yörünge uydularında itki teker konfigürasyonlarının kontrol performansına etkisi. Journal of Innovative Engineering and Natural Science, 5(2), 853-870. https://doi.org/10.61112/jiens.1711195
AMA
1.Kartal S. Alçak yörünge uydularında itki teker konfigürasyonlarının kontrol performansına etkisi. JIENS. 2025;5(2):853-870. doi:10.61112/jiens.1711195
Chicago
Kartal, Seda. 2025. “Alçak Yörünge Uydularında Itki Teker Konfigürasyonlarının Kontrol Performansına Etkisi”. Journal of Innovative Engineering and Natural Science 5 (2): 853-70. https://doi.org/10.61112/jiens.1711195.
EndNote
Kartal S (July 1, 2025) Alçak yörünge uydularında itki teker konfigürasyonlarının kontrol performansına etkisi. Journal of Innovative Engineering and Natural Science 5 2 853–870.
IEEE
[1]S. Kartal, “Alçak yörünge uydularında itki teker konfigürasyonlarının kontrol performansına etkisi”, JIENS, vol. 5, no. 2, pp. 853–870, July 2025, doi: 10.61112/jiens.1711195.
ISNAD
Kartal, Seda. “Alçak Yörünge Uydularında Itki Teker Konfigürasyonlarının Kontrol Performansına Etkisi”. Journal of Innovative Engineering and Natural Science 5/2 (July 1, 2025): 853-870. https://doi.org/10.61112/jiens.1711195.
JAMA
1.Kartal S. Alçak yörünge uydularında itki teker konfigürasyonlarının kontrol performansına etkisi. JIENS. 2025;5:853–870.
MLA
Kartal, Seda. “Alçak Yörünge Uydularında Itki Teker Konfigürasyonlarının Kontrol Performansına Etkisi”. Journal of Innovative Engineering and Natural Science, vol. 5, no. 2, July 2025, pp. 853-70, doi:10.61112/jiens.1711195.
Vancouver
1.Seda Kartal. Alçak yörünge uydularında itki teker konfigürasyonlarının kontrol performansına etkisi. JIENS. 2025 Jul. 1;5(2):853-70. doi:10.61112/jiens.1711195

 

Open Journal Systems 28737

by.png
 

Journal of Innovative Engineering and Natural Science is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) License.