Estudo da dinâmica orbital em manobra de Rendezvous com aplicação de controlador LQR

Abstract

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.