1. Identificação | |
Tipo de Referência | Tese ou Dissertação (Thesis) |
Site | mtc-m16b.sid.inpe.br |
Código do Detentor | isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S |
Identificador | 6qtX3pFwXQZ3r59YD7/FJkfB |
Repositório | sid.inpe.br/iris@1913/2005/04.11.14.12 |
Última Atualização | 2021:10.25.12.42.38 (UTC) sergio |
Repositório de Metadados | sid.inpe.br/iris@1913/2005/04.11.14.12.22 |
Última Atualização dos Metadados | 2023:05.29.14.02.14 (UTC) sergio |
Chave Secundária | INPE-14209-TDI/1110 |
Chave de Citação | Valdivia:2007:InFlDe |
Título | Influência da flexibilidade no desempenho do sistema de controle de atitude de um satélite rígido/flexível ![](http://mtc-m16b.sid.inpe.br/col/dpi.inpe.br/banon/2000/01.23.20.24/doc/externalLink.gif) |
Título Alternativo | Influence of the flexibility in the performance of a attitude control system of a rigid/flexible satellite |
Curso | CMC-SPG-INPE-MCT-BR |
Ano | 2007 |
Data | 2005-02-15 |
Data de Acesso | 22 jun. 2024 |
Tipo da Tese | Dissertação (Mestrado em Mecânica Espacial e Controle) |
Tipo Secundário | TDI |
Número de Páginas | 105 |
Número de Arquivos | 325 |
Tamanho | 12066 KiB |
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2. Contextualização | |
Autor | Valdivia, Rolf Henry Vargas |
Grupo | CMC-SPG-INPE-MCT-BR |
Banca | Kuga, Hélio Koiti (presidente) Souza, Luis Carlos Gadelha de (orientador) Fonseca, Ijar Milagre da Fenill, André |
Universidade | Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) |
Cidade | São José dos Campos |
Histórico (UTC) | 2005-04-11 14:12:23 :: jefferson -> administrator :: 2006-09-27 21:17:49 :: administrator -> jefferson :: 2007-07-18 19:41:17 :: jefferson -> administrator :: 2009-07-07 20:04:16 :: administrator -> jefferson :: 2009-09-16 13:07:38 :: jefferson -> viveca@sid.inpe.br :: 2009-09-16 13:13:54 :: viveca@sid.inpe.br -> administrator :: 2019-01-25 15:22:38 :: administrator -> sergio :: 2007 |
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3. Conteúdo e estrutura | |
É a matriz ou uma cópia? | é a matriz |
Estágio do Conteúdo | concluido |
Transferível | 1 |
Palavras-Chave | estruturas flexíveis estimação de estados controle multivariável controle lqg controle lqg/ltr flexible structures state estimation multivariable control LQG control LQG/LTR control |
Resumo | Este trabalho tem como principal objetivo investigar a influência da flexibilidade no desempenho do sistema de controle de atitude de um satélite Rígido/Flexível. Para isso é desenvolvido um modelo de um satélite constituído por uma estrutura rígida central à qual estão ligados dois apêndices flexíveis. A lei de controle com o melhor desempenho é projetada aplicando-se o método do Regulador Linear Quadrático (LQR), do Regulador Linear Gaussiano (LQG), e do Regulador LQG com Loop Transfer Recovery (LQG/LTR). No modelamento utiliza-se a abordagem lagrangeana e aplica-se uma discretização através do método dos modos assumidos. Obtidas as equações de movimento, resolve-se o problema do autovalor associado obtendo-se as frequências naturais dos painéis. Em seguida o modelo é escrito na forma modal de variáveis de estados. Os apêndices flexíveis são tratados como vigas unidimensionais na configuração engastada-livre, considera-se os dois primeiros modos de vibração e movimentos de rotação da estrutura nos eixos y e z. A lei de controle baseada no método LQR mostrou-se com um bom desempenho quando todos os estados são considerados na realimentação. Mas como esta realimentação não é possível na prática, isto é, as coordenadas flexíveis e suas taxas de variação temporal não são mensuráveis devido ao fato da não haver sensores nas partes flexíveis do satélite, propõe-se utilizar um filtro de Kalman para estimar estas coordenadas a partir de medidas do corpo rígido (ângulo e velocidade angular) e realimentar estes estados (técnica LQG). Para recuperar o bom desempenho obtido com a lei baseada no LQR e degradado com a introdução do filtro emprega-se então a técnica LQG/LTR. Os resultados obtidos nas simulações numéricas mostram que esta técnica é bastante adequada para manter e recuperar as boas propriedades de desempenho da lei de controle projetadas pelo LQR. Para melhor entender a influência das matrizes de pesos envolvidas no índice de desempenho dos métodos empregados, foram feitas simulações com diferentes ponderações nos estados (matriz Q) e na ponderação da lei de controle (matriz R), procurando um controlador que cumprisse os requisitos de desempenho estabelecidos. Finalmente, cabe ressaltar que não é do conhecimento do autor até o presente momento, a utilização do filtro de Kalman para estimação de estados flexíveis não mensuráveis à partir das medidas de corpo rígido (ângulo e velocidade angular) como a empregada neste trabalho, sendo, portanto esta investigação uma das principais contribuições deste trabalho. ABSTRACT: The main objective of this work is to investigate the influence of the flexibility in the performance of the attitude control system of a Rigid/Flexible satellite. For that is developed a satellite model constituted by a central rigid structure to which are connected two flexible appendices. The control law with the best performance is projected applying the Linear Quadratic Regulator (LQR) method, the Linear Quadratic Gaussian (LQG) method, and LQG with Loop Transfer Recovery (LQG/LTR). The satellite model is built following the Lagrangean approach. A discretization is applied using the assumed-modes method. Once defined the equations of motion the associated eigenvalue problem is solved obtaining the natural frequencies of the panels. Then the system is written in its modal state space form. The flexible appendages are treated as unidimensional beams in a clamped-free configuration, it is considered the first two modes of vibration and rotational movements of the structure about the axes y and z. The control law based on LQR method shows a good performance when all of the states are considered in the feedback. But this feedback is not possible in the practice, that is, the flexible coordinates and its rates of variation are not measured due to the fact of not having sensors in the flexible parts of the satellite, therefore, it is proposed to estimate these coordinates from measures of the rigid parts (angle and angular velocity) and feedback these states (LQG method). To recovery the good performance obtained with the law based in the LQR and degraded with the introduction of the filter, it is employed the technique known as LQG/LTR. The results obtained in numerical simulations have shown that this technique is adequate enough for maintain and recuperate the good properties of performance of the control law projected by the LQR. For a better understanding of the influence of the weights matrix involved in the performance index of the employed approaches, were done simulations with dierent weights in the states (matrix Q) and in the control law (matrix R), in order to find a controller that fulfilled the requirements of performance established. Finally, it stands out that is not of the authors knowledge until the present moment, the use of the Kalman filter methodology to estimate nonmeasured flexible states beginning with the measures of rigid body (angle and angular velocities) as employed in this work, being, therefore, that investigation one of the main contributions of this work. |
Área | ETES |
Arranjo | Influência da flexibilidade... |
Conteúdo da Pasta doc | acessar |
Conteúdo da Pasta source | publicacao.pdf | 29/05/2023 11:02 | 2.2 MiB | |
Conteúdo da Pasta agreement | |
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4. Condições de acesso e uso | |
URL dos dados | http://urlib.net/ibi/6qtX3pFwXQZ3r59YD7/FJkfB |
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Idioma | pt |
Arquivo Alvo | publicacao.pdf |
Grupo de Usuários | administrator jefferson viveca@sid.inpe.br |
Visibilidade | shown |
Licença de Direitos Autorais | urlib.net/www/2012/11.12.15.10 |
Detentor da Cópia | SID/SCD |
Permissão de Leitura | allow from all |
Permissão de Atualização | não transferida |
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5. Fontes relacionadas | |
Unidades Imediatamente Superiores | 8JMKD3MGPCW/3F2UALS |
Divulgação | NTRSNASA; BNDEPOSITOLEGAL. |
Acervo Hospedeiro | cptec.inpe.br/walmeida/2003/04.25.17.12 |
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6. Notas | |
Campos Vazios | academicdepartment affiliation archivingpolicy archivist callnumber contenttype creatorhistory descriptionlevel doi e-mailaddress electronicmailaddress format isbn issn label lineage mark mirrorrepository nextedition notes number orcid parameterlist parentrepositories previousedition previouslowerunit progress readergroup resumeid rightsholder schedulinginformation secondarydate secondarymark session shorttitle sponsor subject tertiarymark tertiarytype url versiontype |
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7. Controle da descrição | |
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