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Dissertação

Attitude Determination for the NANOSTAR Project EVALUATED

Detalhes: 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.
Keywords: Determinação de Atitude, Nanosatélite, Métodos Determinísticos, Filtro de Kalman, Observador Não Linear

Discussão: novembro 25, 2019, 17:30