Recuperación de bucle de control autoorganizado para el control de formación en red predictivo de naves espaciales fraccionadas
Autores: Kempf, Florian; Scharnagl, Julian; Heil, Stefan; Schilling, Klaus
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Recuperación de bucle de control autoorganizado para el control de formación en red predictivo de naves espaciales fraccionadas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Cooperación
Arquitecturas de satélites fraccionados
Control en bucle cerrado
Control predictivo de formación en red
Pérdida de datos
Fallo del controlador
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Yendo más allá de la tendencia actual de cooperar múltiples pequeños satélites, llegamos a arquitecturas de satélites fraccionados. Aquí, los subsistemas de todos los satélites se autoorganizan y cooperan entre sí para lograr un objetivo de misión común. Aunque esto conduce a un aumento adicional de las ventajas de la tendencia inicial, también introduce nuevos desafíos, uno de los cuales es cómo realizar el control en bucle cerrado de un satélite a través de una red de subsistemas. Presentamos un enfoque de dos vías para abordar las dos principales perturbaciones: pérdidas de datos en la red y fallos del controlador, en un escenario de control de formación predictivo en red. Para abordar la pérdida de datos, se extiende un enfoque de control predictivo basado en eventos para permitir que se adapte a las condiciones cambiantes de la red. El enfoque de detección y compensación de fallos del controlador está diseñado para una red posiblemente grande de nodos actuadores y controladores heterogéneos que cooperan. La redistribución de tareas de control autoorganizadas utiliza una metodología basada en subastas. Escala bien con el número de nodos y permite optimizar el rendimiento de control continuo a pesar del cambio de controlador. La estabilidad y el comportamiento de control suave de nuestro enfoque durante una compensación de fallo del controlador autoorganizada, mientras también está sujeto a pérdidas de datos, se demostró en un banco de pruebas de hardware utilizando como misión un escenario de control de formación.
Descripción
Yendo más allá de la tendencia actual de cooperar múltiples pequeños satélites, llegamos a arquitecturas de satélites fraccionados. Aquí, los subsistemas de todos los satélites se autoorganizan y cooperan entre sí para lograr un objetivo de misión común. Aunque esto conduce a un aumento adicional de las ventajas de la tendencia inicial, también introduce nuevos desafíos, uno de los cuales es cómo realizar el control en bucle cerrado de un satélite a través de una red de subsistemas. Presentamos un enfoque de dos vías para abordar las dos principales perturbaciones: pérdidas de datos en la red y fallos del controlador, en un escenario de control de formación predictivo en red. Para abordar la pérdida de datos, se extiende un enfoque de control predictivo basado en eventos para permitir que se adapte a las condiciones cambiantes de la red. El enfoque de detección y compensación de fallos del controlador está diseñado para una red posiblemente grande de nodos actuadores y controladores heterogéneos que cooperan. La redistribución de tareas de control autoorganizadas utiliza una metodología basada en subastas. Escala bien con el número de nodos y permite optimizar el rendimiento de control continuo a pesar del cambio de controlador. La estabilidad y el comportamiento de control suave de nuestro enfoque durante una compensación de fallo del controlador autoorganizada, mientras también está sujeto a pérdidas de datos, se demostró en un banco de pruebas de hardware utilizando como misión un escenario de control de formación.