@MastersThesis{Flora:1995:PrSiCo,
author = "Flora, Alexandre Lopes",
title = "Projeto de um sistema de controle de atitude de um sat{\'e}lite
com ap{\^e}ndices flex{\'{\i}}veis pelos m{\'e}todos LQG/LTR e
H-infinito",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "1995",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "1995-05-04",
keywords = "x.",
abstract = "Neste trabalho desenvolve-se o modelo de um sat{\'e}lite
constituido por uma plataforma r{\'{\i}}gida {\`a} qual
est{\~a}o ligados ap{\^e}ndices flex{\'{\i}}veis. Definido o
modelo do sat{\'e}lite projeta-se um sistema de controle de
atitude atrav{\'e}s dos m{\'e}todos LQG/LTR e H-infinito. No
modelamento segue-se uma abordagem lagrangeana e aplica-se uma
discretiza{\c{c}}{\~a}o atrav{\'e}s do m{\'e}todo dos modos
assumidos. Uma vez obtida as equa{\c{c}}{\~o}es do movimento,
resolve-se o problema do autovalor associado e o sistema {\'e}
escrito na forma modal de vari{\'a}veis de estados. Os
ap{\^e}ndices flex{\'{\i}}veis s{\~a}o tratados como barras
unidimensionais do tipo engastada-livre podendo ser considerados
at{\'e} cinco modos de vibra{\c{c}}{\~a}o. O modelo {\'e}
analisado a partir dos acoplamentos din{\^a}micos, modos de
vibra{\c{c}}{\~a}o e resposta no tempo a um impulso aplicado em
um de seus eixos principais. Os movimentos anti-sim{\'e}tricos
dos ap{\^e}ndices ocorrem devido a perturba{\c{c}}{\~o}es nas
vari{\'a}veis de rota{\c{c}}{\~a}o. Os movimentos
sim{\'e}tricos dos ap{\^e}ndices ocorrem devido a
perturba{\c{c}}{\~o}es nas vari{\'a}veis de
transla{\c{c}}{\~a}o. Os m{\'e}todos de controle s{\~a}o
abordados conforme conceitos de ganhos principais de malha aberta
e de malha fechada. O projeto do sistema de controle {\'e}
desenvolvido com a aplica{\c{c}}{\~a}o dos dois m{\'e}todos
(LQG/LTR e H oo) ao modelo do sat{\'e}lite obtido
(considerando-se dois ap{\^e}ndices e um modo de
vibra{\c{c}}{\~a}o). Os m{\'e}todos de controle s{\~a}o
analisados a partir da resposta em frequ{\^e}ncia (curvas dos
ganhos principais das fun{\c{c}}{\~o}es sensibilidade e
sensibilidade complementar) e da resposta no tempo (face {\`a}s
fun{\c{c}}{\~o}es impulso e salto aplicadas em um de seus eixos
principais). Ambos os controladores obtidos apresentaram boas
caracter{\'{\i}}sticas quanto aos requisitos de estabilidade,
sensibilidade e robustez e largura de faixa. Testes com diferentes
condi{\c{c}}{\~o}es iniciais foram aplicados a diferentes
configura{\c{c}}{\~o}es (sat{\'e}lite sem controle,
sat{\'e}lite com controle projetado pelo LQG/LTR e sat{\'e}lite
com controle projetado pelo H-infinito). Ambos os controladores
apresentaram bom desempenho e efic{\'a}cia no controle de atitude
do sat{\'e}lite. O controlador projetado pelo m{\'e}todo
H-infinito embora de maior ordem que o projetado pelo LQG/LTR
dispendeu menores esfor{\c{c}}os para o controle de atitude.
ABSTRACT: This work develops a model for a satellite comprised of
a rigid platform and flexible appendages. Once defined the
computational model for the satellite its attitude control system
is designed through two methods: the Linear Quadratic Gaussian -
Loop Transfer Recovery (LQG/LTR) and the H-infinit. The satellite
model is built following the Lagrangean approach. A discretization
is applied through the assumed-modes method. Once defmed the
equations of motion the eigenvalue problem is solved. So the
system can be written in its modal state space form. The flexible
appendages are treated as clamped-free bars. It can be considered
until five mode shapes. The model is verified by the analyses of
its dynamic coupling, mode shapes and time response to an angular
impulse applied to one of its principal axis. The symmetric
movement of the appendages are due to perturbations ou its
translation variables. The asymmetric movement of the appendages
are due to perturbations ou its rotational variables. The control
methods are treated according to a principal gains approach (open
loop gains and closed loop gains). The control design is performed
applying the two methods to a satellite with two appendages (it is
taken account one mode shape). The control results are analyzed by
the frequency response (principal gains curves of the sensitivity
and complementary sensitivity functions) and time response (due to
an angular impulse applied to one of the satellite principal
axis). Both the controller designed show good characteristics
compared to the specifications of stability, sensitivity,
robustness and bandwidth. Different satellite configuration were
submitted to a set o tests in time domain. Controllers designed by
lqg spent more effort in attitude controlling than controllers
designed by h-infinit. The attitude control is accomplished
despite of the flexible appendage vibration.",
committee = "Martins Neto, Antonio F{\'e}lix (presidente) and Souza, Dr. Luis
Carlos Gadelha de (orientador) and Oliveira e Souza, Marcelo Lopes
de and Boruszewski, Wolodymir and Louren{\c{c}}{\~a}o, Paulo
Tadeu de Mello",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "x",
language = "pt",
pages = "223",
ibi = "8JMKD3MGP3W34T/48APMQS",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/48APMQS",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "15 jun. 2024"
}