Dissertação

Development of a reliable and low cost miniaturized Reaction Wheel System for CubeSat applications EVALUATED

Actualmente os CubeSats, satélites de pequenas dimensões, requerem sistemas de controlo precisos e rigorosos. De modo a alcançar estes requisitos o uso de rodas de inércia, como componente principal do sistema de controlo, é uma opção a considerar. Esta tese apresenta o desenvolvimento de um sistema de rodas de inércia (SRI) a ser integrado no ECOSat-III, actualmente a ser desenvolvido pela Universidade de Victória. Tal permitirá a criação de uma nova classe de missões actualmente difíceis de alcançar. É apresentado um design óptimo e confiável de uma roda de inércia usando um motor de corrente contínua sem escovas. Apresenta-se ainda o design de todo o sistema, com destaque para o volante e com especial atenção à configuração e rearranjo de cada motor no sistema final. A massa do volante é minimizada tendo como restrições o momento de inércia necessário, a espessura e o tipo de material utilizado. O binário necessário e o binário ocasionado por perturbações externas também é analisado. A simulaçao dinâmica do SRI mostrou distúrbios sistémicos no binário aplicado, que se mostraram desprezáveis. Um modelo mais simples do motor utilizado é apresentado permitindo assim simular o SRI e como tal observar e avaliar a sua resposta. A determinação dos tempos médios de falha do sistema também foi considerada. Finalmente, um protótipo totalmente funcional, que satisfaz todas as restrições e exigências é apresentado, bem como todos os testes realizados que demonstram a eficácia e a confiabilidade do SRI que irá ser integrado no micro-satélite ECOSat-III.
Sistema de Controlo, CubeSat, Roda de Inércia, Dinâmica e Controlo, Volante, Desenvolvimento e Design

Abril 20, 2016, 8:30

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Afzal Suleman

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Associado