dc.contributor.advisor | Silva, André Luís da | |
dc.creator | Coelho, Felipe de Souza Nogueira | |
dc.date.accessioned | 2023-02-10T13:20:46Z | |
dc.date.available | 2023-02-10T13:20:46Z | |
dc.date.issued | 2016-09-16 | |
dc.date.submitted | 2016 | |
dc.identifier.citation | Coelho, F. de S. N. Controle de atitude por atuação magnética de um satélite da classe cubesat 3u. 2016. 108 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Controle e Automação)- Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS, 2016. | por |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/27783 | |
dc.description | Trabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Curso de Engenharia de Controle e Automação, RS, 2016. | por |
dc.description.abstract | This work presents an approach for a PID-based control design for LTI-MIMO systems applied to a magnetically actuated LEO 3U Cubesat model. Firstly, the mathematical model of a nadir-pointing magnetically actuated satellite is derived. The magnetic underactuation problem is discussed as it is shown that the principle of magnetic dipole moment from magnetorquers interacting with the geomagnetic eld allows only manoeuvres which the mechanical torque exists perpendicularly to the local magnetic eld direction. As a drawback, it is also shown that the interaction with the geomagnetic eld inserts non-linearity and uncertainty parameter issues into the system model. In order to
address this problem, a magnetic LTI model is obtained from a periodic approximation of the geomagnetic eld model. As for the controller design, LQ and H∞ with output feedback techniques are formulated for the PID-based control design. For validation, numerical simulations including the non-linear model of the satellite, e ects of the gravity gradient disturbance, and a realistic geomagnetic eld model were performed. As a result, a robust PD controller succeeded for all simulated cases. Therefore, this work concludes with a conceptual attitude control proposal that matches with the SERPENS-II Space Mission. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Acesso Aberto | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Controle de atitude | por |
dc.subject | Controle ótimo | por |
dc.subject | Controle magnético | por |
dc.subject | Cubesat | por |
dc.subject | Attitude control | eng |
dc.subject | Optimal Control | eng |
dc.subject | Magnetic control | eng |
dc.subject | Cubesat | eng |
dc.title | Controle de atitude por atuação magnética de um satélite da classe cubesat 3u | por |
dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso de Graduação | por |
dc.degree.local | Santa Maria, RS, Brasil. | por |
dc.degree.graduation | Engenharia de Controle e Automação | por |
dc.description.resumo | Este Trabalho de Graduação apresenta uma metodologia de projeto para sistemas de controle baseados na estrutura PID para sistemas LTI-MIMO aplicada ao problema de controle de atitude por atuação magnética de satélites de baixa órbita da classe Cubesat 3U. Primeiramente é apresentada a odelagem matemática de um satélite nadir-apontado magneticamente atuado. É mostrado que, devido ao princípio de atuação por momento dipolo magnético, satélites magneticamente atuados apresentam limitações de controle pelo fato de realizarem manobras existentes apenas na direção perpendicular ao vetor de indução magnética local do campo geomagnético. Consequentemente, também é discutido que, devido à in uência do campo geomagnético, não linearidades e incertezas paramétricas são inseridas no modelo do sistema. Como solução, obtem-se um modelo magnético linear invariante no tempo a partir de uma aproximação periódica do modelo do campo geomagnético. Na metodologia de projeto, são apresentadas as formulações para os problemas LQ e H∞ com realimentação de saída compatíveis com a estrutura geral PID proposta. Para análise de desempenho do sistema de controle, consideram-se
na simulação o modelo não linear do satélite, torques externos devido ao Gradiente de Gravidade, e um modelo quasi-real do campo geomagnético. Como resultado, obteve-se um controlador com estrutura PD robusto à não linearidades e incertezas paramétricas de atuação magnética, apresentando desempenho satisfatório para todos os casos simulados. A partir dos resultados alcançados na realização deste trabalho, obteve-se um modelo conceitual compatível para o sistema de controle de atitude proposto para a Missão Espacial SERPENS-II. | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |