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Control Basado en Lyapunov para Vuelo en Formación Usando Fuerzas de Lorentz

Autores: Ivanov, Danil; Amaro, Goncalo; Mashtakov, Yaroslav; Ovchinnikov, Mikhail; Guerman, Anna

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Control Basado en Lyapunov para Vuelo en Formación Usando Fuerzas de Lorentz


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Vuelo en formación
Algoritmo de control
Fuerza de Lorentz
Trayectorias
Movimiento relativo
Simulación numérica

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 28

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Se propone en el artículo un algoritmo de control de vuelo en formación utilizando la fuerza de Lorentz para órbitas bajas de la Tierra con el fin de lograr una trayectoria con la forma y tamaño requeridos. La fuerza de Lorentz se produce como resultado de la interacción entre el campo magnético de la Tierra y una nave espacial cargada eléctricamente. Lograr las trayectorias requeridas representa un desafío, ya que el control en el espacio tridimensional es un valor escalar de la carga del satélite. Se desarrolla un algoritmo de control basado en Lyapunov para eliminar el desplazamiento relativo inicial después del lanzamiento. También tiene como objetivo alcanzar las amplitudes requeridas para trayectorias relativas cercanas tanto en movimiento en el plano como fuera del plano. Debido a la ausencia de control total, el algoritmo no puede corregir todos los parámetros de la trayectoria relativa, como los ángulos de fase en el plano y fuera del plano. El control propuesto permite converger a la trayectoria con la forma y tamaño requeridos, aunque con algunos errores oscilantes en la vecindad de los parámetros de trayectoria requeridos. Se utiliza simulación numérica del movimiento relativo para estudiar el rendimiento del algoritmo de control en un caso de un satélite controlado y dos casos de cinco satélites controlados formando elipses anidadas y formaciones de tren. Se evalúan el tiempo de convergencia y la precisión final de la trayectoria para diferentes parámetros de control y órbitas utilizando un enfoque de Monte Carlo.

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