Título: | Aplicação do controlador LQG em manobras de Rendezvous para satélites em órbitas LEO |
Autor(es): | Antunes, Vitor Matheus Alves |
Orientador(es): | Silva, William Reis |
Assunto: | Órbitas Veículos espaciais Voo espacial |
Data de apresentação: | 11-Dez-2021 |
Data de publicação: | 5-Set-2022 |
Referência: | ANTUNES, Vitor Matheus Alves. Aplicação do controlador LQG em manobras de Rendezvous para satélites em órbitas LEO. 2021. 107 f., il. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Aeroespacial) — Universidade de Brasília, Brasília, 2021. |
Resumo: | Este trabalho possui como objetivo desenvolver e analisar um modelo de controle da dinâmica do movimento relativo entre um satélite perseguidor e um satélite alvo para manobras de rendezvous em órbitas LEO. Associado ao aumento da atividade envolvendo veículos espaciais, desafios como o lixo espacial e suas consequências se tornam cada vez mais relevantes, desta forma, soluções como reabastecimento de satélites e reparação de órbitas podem ser interessantes. Estas soluções comumente necessitam que o contato entre satélites seja feito, assim, métodos cada vez mais sofisticados para esta atividade são requisitados. Neste contexto, técnicas de controle são amplamente utilizadas de maneira a alcançar tais objetivos através da manipulação do comportamento da saída de um sistema, controlando assim, o movimento do veículo espacial ao longo de sua trajetória. Neste cenário, este trabalho procura estudar um modelo matemático construído por meio das equações de Hill-Clohessy-Wiltshire utilizando uma técnica de controle baseada no Regulador Quadrático Linear (LQR) e no Regulador Linear Quadratico Gaussiao (LQG), sendo utilizados por meio do software MATLAB e auxílio da ferramenta Simulink. O modelo matemático desenvolvido é então aplicado utilizando como base, o SAtélite de Reentrada Atmosférica (SARA) desenvolvido no Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE)do Brasil. Desta forma, é analisado, por meio de simulações, a eficiência da resposta do sistema à estratégia de controle avaliando-se então o nível de satisfação dos resultados obtidos bem como discutido as limitações desta pesquisa e possibilidades para futuros trabalhos. |
Abstract: | This work aims to develop and analyze a control model for the dynamics of relative motion between a chaser satellite and a target satellite for rendezvous maneuvers in LEO orbits.Associated with the increase in activity involving space vehicles, challenges such as spacedebris and its consequences become increasingly relevant, thus, solutions such as refueling satellites and repairing orbits can be interesting. These solutions commonly require thecontact between satellites to be made, so increasingly sophisticated methods for thisactivity are required. In this context, control techniques are widely used in order to achievesuch goals by manipulating the behavior of the output of a system, thus controlling the movement of the space vehicle along its trajectory. In this scenario, this work seeks to studya mathematical model built by through Hill-Clohessy-Wiltshire equations using a controltechnique based on the Linear Quadratic Regulator (LQR) and on the Linear QuadraticGaussian Regulator (LQG), being used through the MATLAB software with the aid ofthe Simulink tool. The mathematical model developed is then applied using as a basis, the SAtélite de Reentrada Atmosférica (SARA) developed at the Institute of Aeronauticsand Space (IAE) in Brazil. Thus, it is analyzed, through simulations, the efficiency of the system’s response to the control strategy, evaluating the level of satisfaction of the results obtained, as well as discussing the limitations of this research and possibilities for future work. |
Informações adicionais: | Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) — Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2021. |
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Aparece na Coleção: | Engenharia Aeroespacial
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