Aplicação do controlador LQG em manobras de Rendezvous para satélites em órbitas LEO

Abstract

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.