Título: | Estudo da dinâmica orbital em manobra de Rendezvous com aplicação de controlador LQR |
Autor(es): | Ferreira, Yasmin da Costa |
Orientador(es): | Silva, William Reis |
Assunto: | Satélites - órbitas Órbitas Veículos espaciais |
Data de apresentação: | 8-Dez-2020 |
Data de publicação: | 2-Dez-2021 |
Referência: | FERREIRA, Yasmin da Costa. Estudo da dinâmica orbital em manobra de Rendezvous com aplicação de controlador LQR. 2020. 99 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeroespacial)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020. |
Resumo: | Esse trabalho tem como objetivo estudar a dinâmica orbital da manobra de Rendezvous,
assim como a aplicação do controle para a execução da manobra. O objeto de estudo
será a execução da manobra pelo veículo perseguidor, ATV (Veículo de Transferência
Automatizado), até seu encontro com o veículo alvo, ISS (Estação Espacial Internacio-
nal). O estudo teórico e modelagem matemática da dinâmica orbital do sistema foram
realizados utilizando-se das equações de Hill-Clohessy-Wiltshire, baseadas no movimento
relativo entre os veículos. A técnica de controle abordada foi a técnica de controle mul-
tivariável aplicado ao sistema modelado em espaço de estados, utilizando o controlador
LQR (Regulador Linear Quadrático). Ao realizar a modelagem matemática da manobra
de Rendezvous, é feito o desacoplamento do movimento em dois subsistemas, RV-bar e
H-bar, para facilitar a aplicação e análise do controle multivariável. São apresentados os
resultados da aplicação do controlador LQR, em múltiplas configurações, aos sistemas em
dois tipos de aproximação, aproximação por R-bar e por V-bar, da manobra de Rendez-
vous. Por fim, é feita uma discussão sobre as vantagens de aliar métodos de controle ao
conhecimento da dinâmica do movimento a ser controlado. |
Abstract: | This paper aims to study the orbital dynamics of the Rendezvous maneuver, as well as
the control application to perform the maneuver. The object of study will be the exe-
cution of the maneuver by the chaser vehicle, ATV (Automated Transfer Vehicle), until
its encounter with the target vehicle, ISS (Internacional Space Station). The theoretical
study and mathematical modeling of the system orbital dynamics were performed using
Hill-Clohessy-Wiltshire equations, based on relative motion between vehicles. The control
technique approach was the multivariable control technique applied to the State-Space
modeled system, using the LQR (Linear Quadratic Regulator) controller. After performing
the Rendezvous mathematical modeling, the movement is decoupled into two subsystems,
RV-bar and H-bar, to facilitate the application and analysis of the multivariable control.
The results of the application of the LQR controller, in multiple configurations, to sys-
tems in two types of approach are presented, approach by R-bar and by V-bar, of the
Rendezvous maneuver are presented and discussed. Lastly, the advantages of combin-
ing control methods with the knowledge of the movement dynamics to be controlled are
discussed. |
Informações adicionais: | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2020. |
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Aparece na Coleção: | Engenharia Aeroespacial
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