Dissertação
Attitude Determination and Control System of the ORCASat EVALUATED
O objetivo desta tese é projetar um Sistema de Determinação e Controle de Atitude (ADCS) capaz de atender aos requisitos de missão do ORCASat, um CubeSat 2U: Capacidade de desacelerar o satélite de velocidades angulares iniciais elevadas; Garantir um erro entre a atitude real e a desejada inferior a 10°; E garantir um erro de estimação de atitude inferior a 2°. O controlo ativo do ADCS é feito através de atuadores eletromagnéticos, enquanto um volante de inércia assegura a estabilização passiva da atitude. Quatro algoritmos diferentes de controlo de atitude - Constant Gain Controller, Finite Horizon Controller, Infinite Horizon Controller e Sliding Mode Controller - foram testados e comparados em termos de eficiência e precisão. O algoritmo com melhor desempenho foi depois selecionado e analisado em diferentes cenários. Por forma a desacelerar o satélite, uma versão melhorada do controlador B-dot foi implementada e o seu desempenho foi testado em diferentes condições. O satélite tem como sensores de atitude quatro sensores solares, um magnetómetro e um giroscópio. O Quaternion Estimator (QUEST) foi implementado por forma a inicializar o principal estimador de atitude, o Multiplicative Extended Kalman Filter (MEKF). Um filtro para a calibração em tempo real do magnetómetro, o Magnetometer Calibration Extended Kalman Filter, foi estudado e implementado como uma tentativa de melhorar o desempenho do MEKF. Todas as simulações foram realizadas num ambiente realista desenvolvido em Matlab/Simulink. Os resultados das simulações realizadas mostraram que o ADCS proposto é capaz de satisfazer com êxito os requisitos de missão estabelecidos.
setembro 8, 2020, 17:0
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