Aplicação do controlador misto H2/H∞ no controle da atitude de um microssatélite na presença de incertezas paramétricas

• Ano de defesa: 2013
• Autor(a) principal: Erberson Rodrigues Pinheiro
• Orientador(a): Luiz Carlos Gadelha de Souza
• Banca de defesa: Elbert Einstein Nehrer Macau, Luiz de Siqueira Martins Filho
• 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: The design of the satellite attitude control system is paramount to the success of the space missions that aims to perform angle maneuver and to maintain a specific orientation. Due to the space missions limited budget, small satellite c1uster or constellation would be an economical choice. From risk-sharing viewpoint, a number of smaller satellites have a significant reliability advantage over a bigger one. However, microsatellite attitude control system design becomes more vulnerable to uncertainty disturbances due to moment-of-inertia variation as the satellite has great decrease in size and weight. Artificial satellites are subject to two kinds of uncertainty: structure uncertainty that represent some satellite parameter variation and the unstructured uncertainty, which represent some kind of the satellite model errar. These uncertainty must be considered into the design of satellite attitude control, because the lost of robustness and performance. For microsatellite with mass less than 100kg the attitude is more sensitive to external disturbance and the moment-of-inertia variation. The purpose of this work is to model a microsatellite and to perform a mixed H$_{2}$/ H$\infty$ Control via LMI optimization with regional pole placement.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/02.15.17.00

O projeto de um sistema de controle de atitude de um satélite é de suma importância para o sucesso das missões espaciais, e tem como objetivo realizar manobras angulares para manter uma orientação específica. Devido as limitações financeiras das missões espaciais, constelações de satélites pequenos seriam uma escolha economicamente viável. No entanto, o sistema de controle de atitude de microssatélites é mais vulnerável às incertezas devido às variações do momento de inércia. Satélites artificiais estão sujeitos a dois tipos de incertezas: incerteza estruturada, que representa a incertezas de alguns parâmetros e a incerteza não estruturada, que está relacionada aos erros de modelagem. Essas incertezas devem ser levadas em consideração no projeto do sistema de controle, pois este pode perder desempenho e robustez. Para o caso de microssatélites com massa menor que 100kg a atitude é muito sensível a perturbações externas e as variações no momento de inércia. Diante de perturbações e incertezas, surge a necessidade de projetar um controle que seja robusto e ao mesmo tempo mantenha um bom desempenho. A proposta deste trabalho é a modelagem de um microssatélite e o estudo do controlador misto H$_{2}$/ H$\infty$ via LMI e com alocação regional de pólos.