Revista de Ingeniería Aeronáutica y Aeroespacial
Acceso abierto

abstracto

Control de avance no lineal de un satélite perturbado utilizando la adaptación de mínimos cuadrados extendidos y un observador de Luenberger

Matthew A. Cooper y Peter T. Heidlauf

Tres enfoques adaptativos para un controlador de avance no lineal se combinan con dos planificadores de trayectoria sinusoidal inspirados en la física en un control de actitud de nave espacial modelo para grandes maniobras de giro. La base del modelo es un sensor de satélite basado en el espacio que ha sufrido una colisión no deseada en la que la matriz de inercia de la nave ya no es similar a la matriz de inercia medida originalmente. Esto provoca un gran error inherente en el control de avance necesario para las maniobras del sistema debido a la falta de coincidencia de la dinámica esperada. La generación de trayectorias, el control de avance, el control de retroalimentación, los filtros, los observadores y la estabilidad del sistema se analizan en relación con la dinámica no lineal bajo simulación. Los controladores adaptativos de retroalimentación discutidos incluyen un controlador adaptativo de derivación proporcional (PD), un método de mínimos cuadrados recursivos (RLS) y un método de mínimos cuadrados extendidos (ELS). El esfuerzo de control medio se mantuvo relativamente constante entre las configuraciones. La configuración del controlador con retroalimentación ELS, retroalimentación PID y una trayectoria sinusoidal extendida superó al controlador adaptativo de referencia. El error medio se redujo en un 23,4 %, la desviación estándar del error en un 34,0 % y el error máximo en un 33,0 % en un caso similar utilizando la adaptación RLS. Esta mejora se basa completamente en la necesidad de corregir dinámicas no modeladas o mal modeladas. Este escenario ocurre en la operación real durante el lanzamiento de la nave espacial, colisiones con escombros o puede ser causado por salpicaduras de combustible o componentes sueltos.