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Título: Filtering and adaptive control for balancing a nanosatellite testbed
Autor(es): Silva, Rodrigo Cardoso da
Orientador(es): Borges, Renato Alves
Assunto: Nanossatélites
Filtro de Kalman
Métodos de Lyapunov
Métodos de simulação
Nanossatélites - testes
Data de publicação: 14-Mar-2019
Referência: SILVA, Rodrigo Cardoso da. Filtering and adaptive control for balancing a nanosatellite testbed. 2018. x, 166 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: O Laboratório de Aplicação e Inovação em Ciências Aeroespaciais (LAICA) da Universidade de Brasília (UnB) está desenvolvendo uma plataforma de testes de nanossatélites capaz de simular condições ambientais vistas no espaço, especialmente no que diz respeito ao campo magnético da Terra em órbitas, o movimento rotational livre de atrito e o torque gravitacional baixo. Essa plataforma compreende vários subsistemas, tais como uma mesa com rolamento a ar, na qual nanossatélites são montados para teste de seus subsistemas; uma gaiola de Helmholtz, responsável por simular o campo magnético da Terra presente em vários tipos de órbita, especialmente órbitas de baixa altitude (LOE), que são as mais comuns para nanossatélites; sistemas de atuação, tais como rodas de reação e atuadores magnéticos, usados para estudar estratégias de controle de atitude, e sistemas de determinação de atitude, tais como aqueles baseados em telemetria embarcada ou visão computacional. A mesa com rolamento a ar é a parte responsável por fornecer o movimento livre de atrito com três graus de liberdade rotacionais. Ademais, para fornecer o requisito de torque gravitacional baixo, um método deve ser desenvolvido para balancear a mesa com rolamento a ar. Neste trabalho, foco é dado para a solução desse problema. Vários métodos para balanceamento da plataforma de testes do LAICA são apresentados, especialmente quanto às soluções de filtragem, como aquelas que utilizam o filtro de Kalman e suas variações, e esquemas de controle adaptativo, auxiliados pela teoria de Lyapunov. A performance dos métodos de balanceamento propostos é avaliada por meio de simulações e experimentos.
Abstract: The Laboratory of Application and Innovation in Aerospace Science (LAICA) of the University of Brasília (UnB) is developing a nanosatellite testbed capable of simulating the environment conditions seen in space, specially regarding the Earth magnetic field in orbits, the frictionless rotational movement and the low gravitational torque. This testbed comprises various subsystems, such as an air bearing table, on which nanosatellites are mounted for testing its subsystems; a Helmholtz cage, responsible for simulating the Earth magnetic field present in various kinds of orbit, specially Low Earth Orbits, which is the most common for nanosatellites; actuation systems, such as reaction wheels and magnetorquers, used to study attitude control strategies, and attitude determination systems, such as those based on embedded telemetry or computer vision. The air bearing table is the part responsible for providing the frictionless movement with three rotational degrees of freedom. Also, for providing the low gravitational torque requisite, a method must be developed for balancing the air bearing table. In this work, focus is given for solving this problem. Various methods for balancing the LAICA testbed are presented, specially regarding filtering solutions, such as those using the Kalman Filter and its variations, and adaptive control schemes, aided by the Lyapunov theory. The performance of the proposed balancing methods is evaluated through simulations and experiments.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
Agência financiadora: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundação de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF).
Aparece nas coleções:ENE - Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)

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