Control no lineal de la oscilación de una gran nave espacial flexible utilizando ruedas de reacción
Autores: Posani, Massimo; Pontani, Mauro; Gasbarri, Paolo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control no lineal de la oscilación de una gran nave espacial flexible utilizando ruedas de reacción
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vehículo espacial
Paneles solares
Maniobras de reorientación
Algoritmo de control no lineal
Dispositivos de actuación
Desplazamientos elásticos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Las maniobras de reorientación representan una tarea clave para los grandes satélites. Este trabajo considera un vehículo espacial con paneles solares y ruedas de reacción como dispositivos de actuación. Los paneles solares se modelan como vigas flexionales, utilizando la técnica de descomposición modal. Se emplea un algoritmo de control de actitud no lineal sin inercia, que disfruta de propiedades de estabilidad cuasi-global, para la simulación numérica de una gran maniobra de reorientación. El análisis preliminar con actuación ideal permite dimensionar el sistema de control e identificar los desplazamientos elásticos esperados. Luego, se incluye la dinámica de actuación, y el par real transferido al vehículo ya no coincide con el ordenado, suministrado por el algoritmo de control no lineal. Además, los paneles solares están diseñados para rotar, con el fin de maximizar el almacenamiento de energía durante la maniobra. Los resultados numéricos demuestran que la maniobra de giro se completa con éxito en un tiempo razonable y sin ninguna saturación de los dispositivos de actuación, mientras que los desplazamientos elásticos permanecen modestos, a pesar de la rotación del panel solar destinada a seguir la dirección del Sol.
Descripción
Las maniobras de reorientación representan una tarea clave para los grandes satélites. Este trabajo considera un vehículo espacial con paneles solares y ruedas de reacción como dispositivos de actuación. Los paneles solares se modelan como vigas flexionales, utilizando la técnica de descomposición modal. Se emplea un algoritmo de control de actitud no lineal sin inercia, que disfruta de propiedades de estabilidad cuasi-global, para la simulación numérica de una gran maniobra de reorientación. El análisis preliminar con actuación ideal permite dimensionar el sistema de control e identificar los desplazamientos elásticos esperados. Luego, se incluye la dinámica de actuación, y el par real transferido al vehículo ya no coincide con el ordenado, suministrado por el algoritmo de control no lineal. Además, los paneles solares están diseñados para rotar, con el fin de maximizar el almacenamiento de energía durante la maniobra. Los resultados numéricos demuestran que la maniobra de giro se completa con éxito en un tiempo razonable y sin ninguna saturación de los dispositivos de actuación, mientras que los desplazamientos elásticos permanecen modestos, a pesar de la rotación del panel solar destinada a seguir la dirección del Sol.