Dissertação

Optimal Control algorithms for rendezvous applications EVALUATED

Esta tese foca a otimização da fase final de aproximação em manobras de rendezvous. A motivação da mesma prende-se com a urgência em desenvolver soluções para um espaço mais limpo, o que levou à abordagem de missões de remoção de detritos espaciais com recurso a manobras de captura flexível. Outras missões como serviços de manutenção orbital com recurso a satélites foram abordadas como manobras de encaixe. Começando por desenvolver um modelo com seis graus de liberdade que representa o movimento de um satélite-perseguidor em relação a um satélite-alvo fixo em órbita, uma simples parametrização de ambos é realizada com base na iniciativa Clean Space da Agência Espacial Europeia. Várias técnicas de optimização foram implementadas seguindo a abordagem indireta de algoritmos de controle ótimo, mas evitando a derivação geralmente indesejável das condições necessárias. Quanto à abordagem direta, o software DIDO foi utilizado para efeitos de comparação. Após procedimentos de verificação usando uma simples manobra de transferência entre órbitas circulares, as manobras de encaixe e captura foram formuladas na sintaxe usual dum problema de controlo óptimo e derivadas as suas condições necessárias. Ambas as manobras foram resolvidas para um funcional de custo energético, considerando uma restrição contra colisões como medida de segurança. Um outro custo foi proposto, aliando segurança à poupança de combustível. Os resultados mostram uma melhoria na precisão no estado terminal aliada a uma poupança no custo ao usar a abordagem indireta, embora com custos computacionais. O algoritmo implementado suporta outros problemas de controlo ótimo.
Controlo Óptimo, Rendezvous, Remoção de detritos ativos, Captura flexível, Métodos Indirectos

Novembro 3, 2017, 9:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

João Manuel Lage de Miranda Lemos

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Catedrático