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Dinámica, Estrategia de Despliegue y Recuperación para Formación Transversal de Velas Satelitales con Inexactitud del Modelo

Autores: Zhong, Yini; Zhong, Rui

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Dinámica, Estrategia de Despliegue y Recuperación para Formación Transversal de Velas Satelitales con Inexactitud del Modelo


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Aplicaciones
Sistema de anclaje espacial
Nave espacial de vela solar
Formación transversal
Masa del anclaje
Ley de control

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Una de las aplicaciones importantes del sistema de anclaje espacial es el vuelo en formación. Para satisfacer el requisito de interferometría de objetivos en tierra por parte de satélites de teledetección, se ha propuesto en investigaciones recientes un nuevo tipo de nave espacial de vela solar anclada. La sustitución de subsatélites de sistemas de satélites anclados convencionales por naves espaciales de vela solar permite una configuración de formación especial en la que el satélite principal está en órbita sincrónica con el sol y la vela solar está en órbita desplazada. Si la vela solar está en la actitud adecuada, el satélite principal y la nave espacial de vela solar conectados por anclajes metálicos podrían moverse uno al lado del otro, por lo que este sistema de formación se llama formación transversal. La línea base relativa de este sistema de formación transversal es perpendicular a la trayectoria terrestre del satélite, resolviendo efectivamente el problema de que la línea base relativa de las formaciones orbitales convencionales varía en un ciclo trigonométrico. Los investigadores en el pasado ignoraron la masa y la elasticidad del anclaje, y consideraron el anclaje solo como una restricción en el sistema del modelo. Dado que la vela solar es generalmente bastante ligera en comparación con los otros componentes del sistema, la inexactitud del modelo causada por ignorar la masa del anclaje en el modelo dinámico y el control es extremadamente obvia. Este documento investiga la dinámica relativa y el control de un sistema propuesto durante el proceso de despliegue con la masa del anclaje. Se establecen dos modelos precisos de sistemas satélite-vela. Uno se basa en el modelo de mancuerna con el anclaje de masa para el sistema de satélites anclados, y el otro se basa en el modelo de cuentas de un sistema de satélites anclados. El rígido es para el diseño de control y el flexible es para la simulación dinámica. Se concluye que la longitud del anclaje y el ángulo de actitud de la configuración de formación transversal pueden desacoplarse y controlarse por separado. Sobre la base de los modelos, se desarrolla una ley de control de tasa de longitud y LQR y se investiga el control del proceso de despliegue y recuperación del sistema de vela solar anclada. Se realizan simulaciones numéricas para verificar la precisión de las conclusiones.

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