Un algoritmo de determinación y control de actitud de una nave espacial para apuntar paneles solares aprovechando las mediciones del ángulo del sol y las tasas angulares
Autores: Colagrossi, Andrea; Lavagna, Michèle
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Un algoritmo de determinación y control de actitud de una nave espacial para apuntar paneles solares aprovechando las mediciones del ángulo del sol y las tasas angulares
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Conjuntos solares
Subsistema de determinación y control de actitud
Sensores
Actuadores
Algoritmo
Torque
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
La capacidad de orientar los paneles solares de una nave espacial hacia el Sol es un activo fundamental para cualquier subsistema de determinación y control de actitud (ADCS). Esta habilidad debe mantenerse en cualquier circunstancia operativa, ya sea nominal o no nominal, para evitar la pérdida de todo el sistema espacial. La implementación del modo seguro debe garantizar una generación de energía positiva a partir de los paneles solares, independientemente del estado de salud de la plataforma satelital. Este documento presenta un algoritmo de orientación de paneles solares, para ser ejecutado a bordo, con un conjunto mínimo de sensores y actuadores. De hecho, los sensores se limitan a los paneles solares, aprovechando la capacidad de detección de corriente/voltaje del subsistema de energía eléctrica para medir el ángulo del Sol con respecto a la normal de los paneles, y a los sensores de tasas angulares. Los actuadores deben proporcionar un par solo a lo largo de dos ejes y, por lo tanto, una capacidad de actuación reducida sigue siendo manejable por el algoritmo propuesto. El documento describe el algoritmo, tanto en la determinación de la dirección del Sol como en la capacidad de control de orientación al Sol. El rendimiento logrado se describe, considerando un sistema ideal o uno realista, siendo este último afectado por limitaciones de sensores y actuadores. Se discute la actuación mediante dispositivos de intercambio de momento o torquímetros magnéticos, con el propósito de demostrar el amplio rango de aplicabilidad del algoritmo presentado, que es capaz de garantizar la orientación de los paneles solares con un conjunto de hardware mínimo.
Descripción
La capacidad de orientar los paneles solares de una nave espacial hacia el Sol es un activo fundamental para cualquier subsistema de determinación y control de actitud (ADCS). Esta habilidad debe mantenerse en cualquier circunstancia operativa, ya sea nominal o no nominal, para evitar la pérdida de todo el sistema espacial. La implementación del modo seguro debe garantizar una generación de energía positiva a partir de los paneles solares, independientemente del estado de salud de la plataforma satelital. Este documento presenta un algoritmo de orientación de paneles solares, para ser ejecutado a bordo, con un conjunto mínimo de sensores y actuadores. De hecho, los sensores se limitan a los paneles solares, aprovechando la capacidad de detección de corriente/voltaje del subsistema de energía eléctrica para medir el ángulo del Sol con respecto a la normal de los paneles, y a los sensores de tasas angulares. Los actuadores deben proporcionar un par solo a lo largo de dos ejes y, por lo tanto, una capacidad de actuación reducida sigue siendo manejable por el algoritmo propuesto. El documento describe el algoritmo, tanto en la determinación de la dirección del Sol como en la capacidad de control de orientación al Sol. El rendimiento logrado se describe, considerando un sistema ideal o uno realista, siendo este último afectado por limitaciones de sensores y actuadores. Se discute la actuación mediante dispositivos de intercambio de momento o torquímetros magnéticos, con el propósito de demostrar el amplio rango de aplicabilidad del algoritmo presentado, que es capaz de garantizar la orientación de los paneles solares con un conjunto de hardware mínimo.