Características de Auto-Dock y Control por Modo Deslizante en un Mecanismo de Acoplamiento Electromagnético Espacial
Autores: Wei, Boyu; Zhang, Jie; Kong, Ning; Ma, Shuai; Wang, Bo; Han, Runqi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Características de Auto-Dock y Control por Modo Deslizante en un Mecanismo de Acoplamiento Electromagnético Espacial
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Tecnología de acoplamiento electromagnético
Naves espaciales
Control
Dipolo magnético
Flexible
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología de acoplamiento electromagnético puede realizar el acoplamiento flexible y la separación segura de naves espaciales, y presenta amplias perspectivas de aplicación. Sin embargo, una fuerza electromagnética con propiedades de no linealidad e incertidumbre aumenta las dificultades del control de acoplamiento electromagnético. En este trabajo, se ha establecido el modelo de campo lejano de dipolo magnético de una sola bobina simplificando el dispositivo de acoplamiento electromagnético. Posteriormente, se obtuvieron los modelos de fuerza electromagnética y de torque electromagnético durante el acoplamiento electromagnético en el espacio. Se estableció el modelo de dinámica de acoplamiento electromagnético en el espacio analizando las influencias de la fuerza de perturbación y del torque de perturbación causados por un campo geomagnético. De acuerdo con la trayectoria de referencia de acoplamiento unidimensional, se propusieron y verificaron controladores de estructura variable de modo deslizante basados en la ley de alcance exponencial. Se ha adoptado el método de control de modo cuasi-deslizante para resolver el problema de oscilaciones en el control de estructura variable de modo deslizante. Los resultados de la simulación muestran que es necesario diseñar y añadir un controlador electromagnético para lograr un acoplamiento flexible. El controlador de estructura variable de modo deslizante basado en modo cuasi-deslizante puede realizar un acoplamiento electromagnético flexible unidimensional y ha logrado un buen efecto de seguimiento en la trayectoria de referencia. En comparación con el método de control basado en la ley de alcance exponencial, puede reducir el fenómeno de oscilaciones en el proceso de control. La estrategia de control de estructura variable de modo deslizante basada en modo cuasi-deslizante presentó buena robustez. Por lo tanto, puede proporcionar orientación teórica y referencia de control para el proceso de acoplamiento flexible entre satélites electromagnéticos.
Descripción
La tecnología de acoplamiento electromagnético puede realizar el acoplamiento flexible y la separación segura de naves espaciales, y presenta amplias perspectivas de aplicación. Sin embargo, una fuerza electromagnética con propiedades de no linealidad e incertidumbre aumenta las dificultades del control de acoplamiento electromagnético. En este trabajo, se ha establecido el modelo de campo lejano de dipolo magnético de una sola bobina simplificando el dispositivo de acoplamiento electromagnético. Posteriormente, se obtuvieron los modelos de fuerza electromagnética y de torque electromagnético durante el acoplamiento electromagnético en el espacio. Se estableció el modelo de dinámica de acoplamiento electromagnético en el espacio analizando las influencias de la fuerza de perturbación y del torque de perturbación causados por un campo geomagnético. De acuerdo con la trayectoria de referencia de acoplamiento unidimensional, se propusieron y verificaron controladores de estructura variable de modo deslizante basados en la ley de alcance exponencial. Se ha adoptado el método de control de modo cuasi-deslizante para resolver el problema de oscilaciones en el control de estructura variable de modo deslizante. Los resultados de la simulación muestran que es necesario diseñar y añadir un controlador electromagnético para lograr un acoplamiento flexible. El controlador de estructura variable de modo deslizante basado en modo cuasi-deslizante puede realizar un acoplamiento electromagnético flexible unidimensional y ha logrado un buen efecto de seguimiento en la trayectoria de referencia. En comparación con el método de control basado en la ley de alcance exponencial, puede reducir el fenómeno de oscilaciones en el proceso de control. La estrategia de control de estructura variable de modo deslizante basada en modo cuasi-deslizante presentó buena robustez. Por lo tanto, puede proporcionar orientación teórica y referencia de control para el proceso de acoplamiento flexible entre satélites electromagnéticos.