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Dissertação

Attitude Determination and Control System for the QuantSat-PT project EVALUATED

Detalhes: O Sistema de Determinação e Controlo de Atitude de um satélite é o subsistema responsável por fornecer informação de atitude e manter o direção do "payload" da missão. O objetivo deste trabalho é fornecer um ADCS funcional ao projeto QuantSat-PT, um CubeSat desenvolvido para testar a implementação de comunicações quânticas. A missão requer alta precisão de direção, sendo limitada por limites severos de volume, bem como várias manobras além de apontar para a Terra. Tendo isso em conta, a detecção do "beacon" do "payload" é reaproveitada como um sensor, para fornecer uma referência da Terra, a fim de melhorar a estimativa de atitude e cumprir a precisão de apontamento combinada de 0,1°. A medição do "beacon" tem disponibilidade limitada, por isso o conjunto de sensores é complementado por um magnetómetro, sensores de direção solar e um giroscópio. Embora as rodas de reação sejam o atuador mais comum para altas precisões de apontamento, "magnetorquers" são usados para manobras adicionais. Uma comparação entre os algoritmos de "multiplicative extended Kalman filter", "complementary filter" e TRIAD é realizada para a determinação da atitude. Para o controlo de atitude, são estudados um "sliding controller", um "global finite-time attitude tracking controller " e um controlador "proportional derivative" simples. Um ambiente de simulação permitiu uma comparação precisa das diferentes opções. O ADCS proposto manteve um erro de apontamento inferior a 0,1° por 28,29% do tempo em que o satélite estava a sobrevoar a estação terrestre, com linha direta de visão.
Keywords: Cubesat, filtro de Kalman, controlo não linear, estimação de atitude, controlo de atitude, QuantSat-PT

Discussão: junho 24, 2022, 14:0