Resumen

El diseño experimental de algoritmos de control de actitud mediante prototipos puede minimizar los costes de las misiones espaciales al reducir el número de errores transmitidos a la siguiente fase del proyecto. La División de Mecánica y Control Espacial (DMC) del INPE está construyendo un simulador 3D para suministrar las condiciones de implementación y prueba del hardware y software de control de satélites. La maniobra de grandes ángulos de los satélites hace que la planta sea altamente no lineal y, si los parámetros del sistema no están bien determinados, la planta también puede presentar cierto nivel de incertidumbre. Como resultado, el controlador diseñado mediante una técnica de control lineal puede ver degradado su rendimiento y robustez. En este trabajo se aplican el controlador lineal LQR estándar y el controlador SDRE asociado a un filtro SDRE para diseñar un controlador para una planta no lineal. La planta es similar al simulador de satélite 3D DMC donde las incertidumbres no estructuradas del sistema están representadas por ruido de proceso y de medidas. En la secuela se utiliza el método de Ecuación de Riccati Estado-Dependiente (SDRE) para diseñar y probar un algoritmo de control de actitud basado en chorros de gas y pares de rueda de reacción para realizar maniobras de gran ángulo en tres ejes. El diseño del controlador SDRE tiene en cuenta los efectos de las no linealidades de la planta y el ruido del sistema que representa la incertidumbre. El rendimiento y la robustez del controlador SDRE se prueban durante la fase de transición de las reducciones de velocidad angular al modo normal de funcionamiento con una estricta precisión de apuntamiento utilizando un algoritmo de control de conmutación basado en la mínima energía del sistema. Este trabajo sirve para validar el modelo del simulador numérico y verificar la funcionalidad del algoritmo de control diseñado por el método SDRE.

• Materias:Celda de memoria Arquitectura informática Levitación magnética Diseño Kansei Análisis de algoritmos
• Subjects:Memory cell Computer architecture Magnetic levitation Kansei Design Algorithm analysis
• Palabras claves:planta, simulador de satélite 3D DMC, maniobra de gran ángulo del satélite, diseño experimental del algoritmo de control de actitud, ecuación de Riccati dependiente, diseño del controlador SDRE, rendimiento del controlador SDRE, reducciones de la velocidad angular, algoritmo de control de actitud, maniobra de gran ángulo
• Keywords:plant, DMC 3D satellite simulator, Satellite large angle maneuver, experimental attitude control algorithm design, Dependent Riccati Equation, SDRE controller design, SDRE controller performance, angular velocity reductions, attitude control algorithm, large angle maneuver