Estudo do sistema de controle de um satélite artificial durante a fase de transferência orbital e apontamento

• Ano de defesa: 1997
• Autor(a) principal: Adenilson Roberto da Silva
• Orientador(a): Luís Carlos Gadelha de Souza
• Banca de defesa: Antônio Fernando Bertachini de Almeida Prado, Álvaro Prieto Oliva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Mecânica Espacial e Controle
• País: BR
• Resumo em Inglês: In this paper, we investigate the performance of the control system of an artificial satellite during the procedure of transfer orbits and in normal operation, and which characterized the appointment of one of its axes to the sun in the transfer procedure forces and torques involved are large, which makes the presence of flexibility in modeling relevant, then the model of the satellite at this stage and consists of a combination of a central rigid body and flexible appendages. In the normal phase of operation, the satellite is subject only to action of torques of small magnitude do not affect the movement flexible, so the satellite and modeled as a rigid body. In the transfer phase, we used a strategy Hohmann type and controller type bang-bang. At this stage, errors in the attitude control, orbital elements, fuel consumption, influences the elastic response in the control system and the behavior of flexible appendages were analyzed. In the normal phase of operation, we used a PD controller whose gains were determined through the method of pole placement. At this stage we analyzed the performance of the control system when under the effect of the imprecision of sensors and disturbing torques due to atmospheric drag, the pressure of solar radiation and residual magnetic. The measurements of the sensors and gyro were processed by a discrete Kalman filter. As a result of this investigation, it was possible to observe that the elastic responses influence the performance of the control system which suggests that the design of a control system is bandapassante use of at least one decade below the natural frequency of vibration of the flexible. On appointment, it was found that the accuracy of the pointing and more affected by errors of sensors that the action of the disturbing torques, moreover the imprecision of sensors and ameliorated when the sampling rate and decreased.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/iris@1905/2005/07.29.05.43

Neste trabalho, investigou-se o desempenho do sistema de controle de um satélite artificial durante o procedimento de transferência de orbita e no modo normal de operação, o qual e caracterizado pelo apontamento de um de seus eixos para o Sol. No procedimento de transferência as forcas e os torques envolvidos são grandes, o que torna a presença da flexibilidade no modelamento relevante, logo o modelo do satélite nesta fase e constituído por uma combinação de um corpo rígido central e apêndices flexíveis. Na fase normal de operação, o satélite esta sujeito apenas a ação de torques de pequena magnitude nao afetando o movimento flexível, portanto, o satélite e modelado como um corpo rígido. Na fase de transferência, utilizou-se uma estratégia do tipo Hohmann e um controlador do tipo bang-bang. Nesta fase, os erros no controle da atitude, elementos orbitais, consumo de combustível, influencia da resposta elástica no sistema de controle e comportamento dos apêndices flexíveis foram analisados. Na fase normal de operação, utilizou-se um controlador PD cujos ganhos foram determinados através do método da alocação de polos. Nesta fase analisou-se o desempenho do sistema de controle quando sob o efeito da imprecisão dos sensores e de torques perturbadores devido ao arrasto atmosférico, a pressão de radiação solar e resíduos magnéticos. As medidas dos sensores e dos giros foram processadas por um filtro discreto de Kalman. Como resultado desta investigação, foi possível observar que as respostas elásticas influenciam o desempenho do sistema de controle o que sugere que no projeto de um sistema de controle utilize-se bandapassante de pelo menos uma década abaixo da frequência natural de vibração o do flexível. No apontamento, verificou-se que a precisão do apontamento e mais afetada pelos erros dos sensores que pela ação dos torques perturbadores, além disso a imprecisão dos sensores e amenizada quando a taxa de amostragem é diminuída.