Estudio de laboratorio del rendimiento de algoritmos de control de microsatélites para la eliminación activa de desechos espaciales utilizando maquetas de UAV en una plataforma de prueba de cojinetes de aire plana
Autores: Kozin, Filipp; Akhloumadi, Mahdi; Ivanov, Danil
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Estudio de laboratorio del rendimiento de algoritmos de control de microsatélites para la eliminación activa de desechos espaciales utilizando maquetas de UAV en una plataforma de prueba de cojinetes de aire plana
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Papel
Microsatélite
UAV
Sistema de control de movimiento
Basura espacial
Algoritmos de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se utilizó una plataforma de prueba de cojinetes de aire plana con vehículos aéreos no tripulados (VANT) para probar un sistema de control de movimiento de microsatélites. Los modelos de VANT fueron controlados por cuatro actuadores de ventilador que imitaban los propulsores del satélite y proporcionaban el vector de aceleración requerido en el plano horizontal, y el par en la dirección vertical. Los modelos se movieron casi sin fricción a lo largo de la plataforma de prueba de cojinetes de aire debido al cojín de aire entre la superficie de la plataforma de prueba y la base plana del modelo. El movimiento de los modelos imitó el movimiento de los satélites en el plano orbital. El problema de los desechos espaciales se puede resolver utilizando misiones especiales de microsatélites capaces de acoplarse a objetos de desechos espaciales y cambiar su órbita. En este artículo, se propusieron dos algoritmos de control basados en el enfoque de potenciales virtuales y el controlador de la Ecuación de Ricatti Dependiente del Estado (SDRE), para acoplarse a un objeto de desecho espacial no cooperativo. Los algoritmos fueron probados en una instalación de laboratorio, y se presentan y analizan los resultados, incluyendo sus principales características demostradas durante el estudio de laboratorio. Se mostró que el control basado en SDRE fue más rápido, aunque el control basado en potenciales virtuales requirió una velocidad característica menor.
Descripción
En este artículo, se utilizó una plataforma de prueba de cojinetes de aire plana con vehículos aéreos no tripulados (VANT) para probar un sistema de control de movimiento de microsatélites. Los modelos de VANT fueron controlados por cuatro actuadores de ventilador que imitaban los propulsores del satélite y proporcionaban el vector de aceleración requerido en el plano horizontal, y el par en la dirección vertical. Los modelos se movieron casi sin fricción a lo largo de la plataforma de prueba de cojinetes de aire debido al cojín de aire entre la superficie de la plataforma de prueba y la base plana del modelo. El movimiento de los modelos imitó el movimiento de los satélites en el plano orbital. El problema de los desechos espaciales se puede resolver utilizando misiones especiales de microsatélites capaces de acoplarse a objetos de desechos espaciales y cambiar su órbita. En este artículo, se propusieron dos algoritmos de control basados en el enfoque de potenciales virtuales y el controlador de la Ecuación de Ricatti Dependiente del Estado (SDRE), para acoplarse a un objeto de desecho espacial no cooperativo. Los algoritmos fueron probados en una instalación de laboratorio, y se presentan y analizan los resultados, incluyendo sus principales características demostradas durante el estudio de laboratorio. Se mostró que el control basado en SDRE fue más rápido, aunque el control basado en potenciales virtuales requirió una velocidad característica menor.