Purely magnetic attitude control algorithm for low earth orbit satellites = Algoritmo de control magnético puro para satélites de órbita baja
- Autores: Antonio Leopoldo Rodríguez Vázquez
- Directores de la Tesis: Franco Bernelli-Zazzera (dir. tes.), María Ángeles Martín Prats (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2013
- Idioma: inglés
- Número de páginas: 113
- Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco Gordillo Álvarez (presid.), Juan de la Cruz García Ortega (secret.), Anna Guerman (voc.), Antonio Martínez Álvarez (voc.), Fabrizio Giulietti (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
Este trabajo presenta una técnica de control de la orientación de un satélite utilizando únicamente actuadores de tipo magnético. El uso de este tipo de actuadores para el control de la orientación es conocido desde el lanzamiento de los primeros satélites. Sin embargo, debido a la naturaleza de la interacción magnética, el uso de este tipo de actuadores implica la falta en todo momento de un grado de libertad. Esto impide la aplicación de técnicas tradicionales de control, propiciando que tradicionalmente este tipo de actuadores hayan jugado un papel secundario en el sistema de control. No obstante, su bajo precio en comparación con otros actuadores y su facilidad en la operación y el mantenimiento han hecho que se utilicen en todo tipo de misiones.
En los últimos años, ha habido un gran avance teórico en las técnico de control no lineales. Aplicando una de estas técnicas llamada Approximating Sequence of Ricatti Equations (ASRE), se consigue el control en 3 ejes. Esta técnica está basada en la transformación de un problema clásico de control no lineal en un problema equivalente en el tiempo donde se introducen una secuencia iterativa correspondiente a las ecuaciones dinámicas del sistema y otra secuencia iterativa que se corresponde a la función de coste que debe ser minimizada por el algoritmo de control. Este nuevo problema se resuelve como un problema del valor en los límites de dos puntos donde se utiliza el coestado para resolverlo. Además, se deja libre el punto final, lo que en la literatura se llama Soft Constraint Problem o problema con restricciones suaves.
El sistema de control se ha probado intensamente en una gran variedad de órbitas y condiciones iniciales. También se han realizado pruebas donde las perturbaciones y las incertidumbres posibles en el modelo se han tenido en cuenta. Los resultados demuestran que el sistema de control funciona de forma satisfactoria para una gran cantidad de órbitas, aunque los mejores resultados se consiguen en el caso de órbitas con alta inclinación. Además, el algoritmo de control es capaz de estabilizar la orientación del satélite en el caso de velocidades angulares grandes tales como las que podrían quedar después de una fase de desaceleración con un algoritmo de control bien conocido como es el Bdot.
