FenixEdu™

Dissertação

Development of an Air-Bearing-Based Satellite Attitude Simulator and Testing of an ADCS Solution EVALUATED

Detalhes: Nos últimos anos, o interesse por nano-satélites tem vindo a crescer. Entre a tecnologia envolvida nestes veículos, é de destacar o sistema de determinação e controlo de atitude (ADCS). Uma particularidade dos projetos espaciais prende-se com a dificuldade em testar as tecnologias num ambiente que simule as condições a que o veículo estará sujeito. O principal objetivo desta dissertação é desenvolver um protótipo que permita testar os sistemas de ADCS desenvolvidos no âmbito do projeto NANOSTAR. Para isso, um ADCS que utiliza rodas de momento e "magnetorquers" é considerado. A determinação da atitude é baseada em medidas de um giroscópio, magnetómetro e acelerómetro. As rodas de momento são usadas para direcionar o satélite na direção Nadir. Dois controladores ótimos em regime estacionário são considerados, um controlador LQR e um controlador LQR com ação integral. Os "magnetorquers" são usados para "detumbling" e descarga de momento. Três algoritmos de estimação são considerados, dois dos quais baseados em filtros de Kalman, um deles formulado em ângulos de Euler e o outro em quaterniões. O terceiro filtro é baseado na técnica SLERP. Os algoritmos são testados num ambiente de software que simula de forma realística as condições a que o satélite estará sujeito no espaço. De seguida, o design de uma plataforma de testes e de um protótipo de um CubeSat são descritos. Resultados referentes ao desempenho do sistema ADCS são apresentados tanto no ambiente de simulação como no ambiente experimental.
Keywords: Nano-satélites, Controlo Ótimo, Filtros Complementares, Ensaios em Voo

Discussão: março 3, 2021, 15:0