Dissertação
{en=Trajectory generation for non-powered lift-enabled vehicles in planetary atmospheres} {} EVALUATED
{pt=Controlo dinâmico de planadores em atmosferas planetárias Nesta tese propomos um novo algoritmo dinâmico de controlo para guiar planadores até um alvo, em re-entradas atmosféricas vindas do Espaço num ambiente tridimensional. O novo algoritmo é iterativo, e a cada momento minimiza a distância ao alvo, tendo em conta tanto as limitações aerodinâmicas como as limitações estruturais do planador. A partir do momento em que o algoritmo toma o controlo do planador, a única condição necessária para que se possa atingir o ponto alvo é ter energia suficiente para tal; um calculo rápido permite determinar se o alvo pretendido está ou não dentro do alcance do aparelho. As abordagens anteriores têm sido baseadas em manobras pré-programadas, com trocas entre diferentes trajectórias nominais. São baseadas num grande esforço computacional associado a métodos de “shooting” para encontrar trajectórias admissíveis. Algumas destas soluções estão limitadas a trajectórias em linha recta ou assumem voos praticamente horizontais. Como prova de conceito, aplicámos o novo algoritmo à fase TAEM da rentrada atmosférica do Space Shuttle. Dada a simplicidade e rapidez computacional do algoritmo este pode ser implementado em sistemas automaticos de decisão a bordo de planadores sem piloto., en=Control and command of non-powered lift-enabled vehicles in planetary atmospheres We propose a new trajectory generation and dynamic control algorithm for directing a reentry vehicle coming from Space to a pre-assigned target point in the three-dimensional environment. The new algorithm runs iteratively by optimizing locally in time the instantaneous shortest distance to the target point, taking into account both structural and aerodynamic limitations of the glider. When the control and command algorithm takes over the flight control of the glider,the only condition needed to successfully arrive at the target point is to have enough energy, and a quick computation can determine if the target point is within the glider flight range. Previous approaches have been based on pre-computed maneuvers with hoping across different trajectories. They may also rely on heavy computational methods based on shooting techniques to find admissible trajectories. Some of these approaches are limited to straight-line flight paths or assume an almost horizontal gliding approximation in three dimensional flights. As a proof of concept, we have applied the new algorithm to the command and control of the atmospheric re-entry trajectory of the Space Shuttle during the Terminal Area Energy Management (TAEM) phase. Due to its simplicity, this algorithm is computationally fast and therefore adequate for onboard implementations in non-manned gliders.}
dezembro 20, 2012, 17:0
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