Dissertação
Robust and adaptive nonlinear attitude control of a spacecraft EVALUATED
No âmbito do projecto Formation for Atmospheric Science and Technology demonstration, esta dissertação descreve o desenvolvimento e comparação de um conjunto de algoritmos não-lineares de controlo de atitude do micro-satélite FAST-D. Os requisitos incluem robustez contra parâmetros incertos/perturbações. Backstepping é escolhido como método de controlo base. São escolhidos cinco variantes de algoritmos Backstepping: Standard-Static, Static-Robust, Integrated Adaptive com estimação por Tuning Functions, Modular Adaptive com estimação por Nonlinear Extended State Observer, e Immersion and Invariance Adaptive. O modelo de corpo-rígido usa parâmetros de Rodrigues modificados. Três tipos de perturbação são considerados e aplicados separadamente, devendo-se a: erros nas propriedades inerciais; roda inercial saturada; movimento de partes mecânicas em instrumentos. É provada a convergência do estimador Tuning Tunctions para o verdadeiro valor da perturbação variável. É também provada a input-to-state stability do algoritmo Immersion and Invariance no caso de perturbação variável. Todos os controladores são desenvolvidos usando filtragem dos sinais de comando de forma a incluir limitadores de magnitude e primeira derivada. As simulações realizadas revelam semelhante desempenho dos cinco controladores na ausência de perturbação. Perante cada perturbação as leis adaptativas mostram melhor desempenho, sendo tal especialmente evidente nos casos de saturação de uma roda de inércia e de movimento de partes mecânicas. Os controladores adaptativos revelam uma maior dependência da frequência de amostragem do controlo. A Modular Adaptive Backstepping e a Immersion and Invariance Adaptive Backstepping são as leis que apresentam melhor desempenho, sendo a segunda a que revela maior consistência.
outubro 21, 2011, 14:0
Publicação
Obra sujeita a Direitos de Autor
Orientação
ORIENTADOR
António Pedro Rodrigues de Aguiar
Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)
Prof Auxiliar Convidado