Desarrollo y simulación de sistema de control de movimiento para formación de pequeños satélites
Autores: Popov, Alexander M.; Kostin, Ilya; Fadeeva, Julia; Andrievsky, Boris
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Desarrollo y simulación de sistema de control de movimiento para formación de pequeños satélites
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Satélites pequeños
Control de formación
Control de retroalimentación de salida basado en pasividad
Movimiento relativo
Protocolo de consenso
Precisión de posicionamiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
En el documento se considera el problema de formar y mantener la formación de pequeños satélites en órbitas circulares proyectadas cercanas a la Tierra. Se proponen leyes de control de reconfiguración de formación y mantenimiento de formación empleando el control de retroalimentación de salida basado en la pasividad. Para la dinámica completa no lineal y dependiente del tiempo del movimiento relativo de un par de satélites en órbitas elípticas, se proponen y analizan nuevos algoritmos de control combinados, incluido un protocolo de consenso. Se proporciona una comparación de los modos de control utilizando el control de retroalimentación de salida basado en la pasividad y el controlador proporcional-diferencial con y sin el algoritmo de consenso. Sobre la base del método de pasificación, se obtiene un algoritmo que garantiza el movimiento estable del satélite esclavo en relación con la órbita del satélite maestro. Para mejorar la precisión del posicionamiento de los satélites, se propone y estudia un protocolo de consenso basado en mediciones de las posiciones relativas de los satélites. Se proporcionan simulaciones por computadora de los algoritmos propuestos para opciones de construcción de formaciones para dos órbitas circulares proyectadas de 8 satélites, demostrando la eficacia de los esquemas de control propuestos. Se muestra que el control de retroalimentación de salida basado en la pasividad resultante proporciona una mayor precisión que el controlador PD. También se muestra que el uso del protocolo de consenso aumenta aún más la precisión del posicionamiento de la constelación de satélites.
Descripción
En el documento se considera el problema de formar y mantener la formación de pequeños satélites en órbitas circulares proyectadas cercanas a la Tierra. Se proponen leyes de control de reconfiguración de formación y mantenimiento de formación empleando el control de retroalimentación de salida basado en la pasividad. Para la dinámica completa no lineal y dependiente del tiempo del movimiento relativo de un par de satélites en órbitas elípticas, se proponen y analizan nuevos algoritmos de control combinados, incluido un protocolo de consenso. Se proporciona una comparación de los modos de control utilizando el control de retroalimentación de salida basado en la pasividad y el controlador proporcional-diferencial con y sin el algoritmo de consenso. Sobre la base del método de pasificación, se obtiene un algoritmo que garantiza el movimiento estable del satélite esclavo en relación con la órbita del satélite maestro. Para mejorar la precisión del posicionamiento de los satélites, se propone y estudia un protocolo de consenso basado en mediciones de las posiciones relativas de los satélites. Se proporcionan simulaciones por computadora de los algoritmos propuestos para opciones de construcción de formaciones para dos órbitas circulares proyectadas de 8 satélites, demostrando la eficacia de los esquemas de control propuestos. Se muestra que el control de retroalimentación de salida basado en la pasividad resultante proporciona una mayor precisión que el controlador PD. También se muestra que el uso del protocolo de consenso aumenta aún más la precisión del posicionamiento de la constelación de satélites.