Dissertação

Attitude Determination for the NANOSTAR Project CONFIRMED

O Sistema de Determinação e Controlo de Atitude (ADCS) de um nanosatélite é um subsistema chave no fornecimento preciso de atitude, algo necessário para apontar instrumentos e realizar manobras. O seu design está bastante condicionado em termos de massa, volume, tamanho, custo e potência. O objetivo principal desta dissertação é fornecer o projeto NANOSTAR com um estudo fundamentado em termos dos algoritmos de determinação de atitude e sensores que podem ser utilizados nas missões desenhadas no âmbito do projeto. Para isso, foi desenvolvida uma plataforma de simulação que descreve realisticamente o ambiente do nanosatélite, permitindo geração e propagação de órbitas, e ao mesmo tempo fornecimento de dados ao ADCS. De seguida, três algoritmos de determinação de atitude representativos, nomeadamente o Estimador de Quaternião (QUEST), o Filtro de Kalman Estendido Multiplicativo (MEKF) e um recentemente desenvolvido Observador Não Linear de Atitude Globalmente Exponencialmente Estável, foram estudados e implementados na plataforma desenvolvida, utilizando medidas de um star tracker, sensor solar, magnetómetro e giroscópio. Finalmente, foi feita uma comparação dos três algoritmos em termos da eficiência de recursos computacionais usados, desempenho em estado estacionário e desempenho em caso de falhas, usando simulações realistas. Os resultados obtidos providenciam ao projeto uma importante análise das vantagens, desvantagens, complexidade, eficiência de recursos computacionais e desempenho dos três algoritmos, que permitirá futuras tomadas de decisão fundamentadas no design do ADCS.
Determinação de Atitude, Nanosatélite, Métodos Determinísticos, Filtro de Kalman, Observador Não Linear

Novembro 25, 2019, 17:30

Documentos da dissertação ainda não disponíveis publicamente

Orientação

ORIENTADOR

Paulo Jorge Coelho Ramalho Oliveira

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado