Parámetros inerciales y estimación del estado de objetos espaciales inactivos basados en la excitación por momento de rebote de impacto
Autores: Xu, Bingyu; Wang, Shuquan; Zhao, Liping; Zhang, Long
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Parámetros inerciales y estimación del estado de objetos espaciales inactivos basados en la excitación por momento de rebote de impacto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tensores de inercia
Objeto espacial
No diagonal
Parámetros
Modelo de estimación
Observabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
Obtener los tensores de inercia de objetos espaciales inactivos es esencial en misiones en órbita. Cuando el tensor de inercia del objeto espacial no es diagonal, el problema se vuelve desafiante. En este caso, el sistema no tiene suficiente información para estimar los seis parámetros independientes del tensor de inercia. En este artículo, se estudia el problema de estimar los parámetros inerciales de un objeto espacial inactivo con tensor de inercia no diagonal. Se propone un método de excitación que consiste en ejectar una bola de impacto desde la nave espacial de seguimiento hacia el objeto para estimar los parámetros inerciales completos del objeto. La bola de impacto rebota después de chocar con el objeto y finalmente se precipita en la atmósfera. Después de la colisión, el momento angular del objeto espacial cambia. Este cambio se utiliza para construir el modelo de estimación. Este artículo diseña un modelo de estimación que consiste en dos estimadores basados en Kalman sin ruido para estimar los parámetros inerciales y los estados de movimiento del objeto. La observabilidad de los estimadores se prueba a través del teorema de observabilidad de sistemas no lineales. Las simulaciones numéricas muestran que el modelo de estimación es efectivo para estimar los parámetros inerciales completos de objetos inactivos, así como para reducir los errores de medición de la posición y la actitud del objeto.
Descripción
Obtener los tensores de inercia de objetos espaciales inactivos es esencial en misiones en órbita. Cuando el tensor de inercia del objeto espacial no es diagonal, el problema se vuelve desafiante. En este caso, el sistema no tiene suficiente información para estimar los seis parámetros independientes del tensor de inercia. En este artículo, se estudia el problema de estimar los parámetros inerciales de un objeto espacial inactivo con tensor de inercia no diagonal. Se propone un método de excitación que consiste en ejectar una bola de impacto desde la nave espacial de seguimiento hacia el objeto para estimar los parámetros inerciales completos del objeto. La bola de impacto rebota después de chocar con el objeto y finalmente se precipita en la atmósfera. Después de la colisión, el momento angular del objeto espacial cambia. Este cambio se utiliza para construir el modelo de estimación. Este artículo diseña un modelo de estimación que consiste en dos estimadores basados en Kalman sin ruido para estimar los parámetros inerciales y los estados de movimiento del objeto. La observabilidad de los estimadores se prueba a través del teorema de observabilidad de sistemas no lineales. Las simulaciones numéricas muestran que el modelo de estimación es efectivo para estimar los parámetros inerciales completos de objetos inactivos, así como para reducir los errores de medición de la posición y la actitud del objeto.