@MastersThesis{Oliveira:2014:EsCaMa,
author = "Oliveira, Alexandre Macedo de",
title = "Estima{\c{c}}{\~a}o das caracter{\'{\i}}sticas de massa de
mancais aerost{\'a}ticos para aplica{\c{c}}{\~o}es espaciais",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2014",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2014-06-18",
keywords = "estima{\c{c}}{\~a}o, mancais aerost{\'a}ticos, filtro de
Kalman, controle de atitude, sistemas inerciais. estimation, air
bearing, Kalman filtering, attitude control, inertial systems.",
abstract = "Mancais aerost{\'a}ticos t{\^e}m sido utilizados em testes de
sistemas de controle de atitude de sat{\'e}lites e para a
verifica{\c{c}}{\~a}o do software e da eletr{\^o}nica embarcada
h{\'a} mais de 50 anos. Para a valida{\c{c}}{\~a}o do ambiente
de simula{\c{c}}{\~a}o do sistema de controle de atitude, {\'e}
necess{\'a}rio o conhecimento acurado das
caracter{\'{\i}}sticas de massa do conjunto: momentos de
in{\'e}rcia e localiza{\c{c}}{\~a}o do centro de gravidade. A
caracteriza{\c{c}}{\~a}o destas propriedades {\'e} muito
importante, uma vez que um desalinhamento entre este centro e o
centro de rota{\c{c}}{\~a}o do mancal provoca torques
indesejados na mesa, que podem ser superiores {\`a}s
perturba{\c{c}}{\~o}es normalmente encontradas no ambiente
espacial, inviabilizando a caracter{\'{\i}}stica do experimento
de simular um ambiente de torques m{\'{\i}}nimos em solo. Neste
trabalho s{\~a}o sugeridos dois m{\'e}todos para
estima{\c{c}}{\~a}o das caracter{\'{\i}}sticas de massa de
duas plataformas baseadas em mancais aerost{\'a}ticos com
tr{\^e}s graus de liberdade. Os m{\'e}todos utilizam medidas de
posi{\c{c}}{\~a}o e velocidade angulares provenientes de
sensores acoplados ao corpo, e s{\~a}o capazes de estimar a
atitude, momentos de in{\'e}rcia e posi{\c{c}}{\~a}o do centro
de gravidade do conjunto. Os algoritmos s{\~a}o baseados na
din{\^a}mica n{\~a}o-linear do movimento de atitude de um corpo
r{\'{\i}}gido em conjunto com t{\'e}cnicas n{\~a}o-lineares de
estima{\c{c}}{\~a}o (filtro de Kalman estendido e
m{\'{\i}}nimos quadrados n{\~a}o-linear). Para se chegar aos
objetivos propostos, v{\'a}rios sensores e atuadores foram
integrados aos mancais e entre si. Para a valida{\c{c}}{\~a}o
dos valores estimados, um algoritmo de controle simples para cada
plataforma foi desenvolvido, com o intuito de comparar a resposta
ao controle no dom{\'{\i}}nio do tempo. ABSTRACT: Air bearings
have been used for tests on satellite attitude control systems and
for software and embedded electronic inspection for over 50 years.
To validate the simulation environment of the attitude control
system, the accurate knowledge of the mass characteristics
(moments of inertia and center of gravity) of the assembly is
necessary. This characterization is very important, since a
misalignment between this center and the air bearing rotation
center causes undesirable torques on the table, which can be
higher than those disturbances normally found at the space
environment, invalidating the minimum-torque environment property
of the simulator. This work suggests two methods for estimating
the mass characteristics of two different three degrees of freedom
air bearings. The methods uses angular positions and velocities
measurements from body-fixed sensors, and it is capable of
estimating the attitude, moments of inertia and the gravity center
of the assembly. The algorithms are based on the nonlinear
dynamics of a rigid body attitude motion together with nonlinear
techniques of estimation (extended Kalman filter and nonlinear
least squares). To reach the proposed aims, different sensors and
actuators were acquired and integrated with each other. To
validate the estimated values, a sim ple control algorithm for
each platform was developed in order to compare the response to
the control in the time domain.",
committee = "Ricci, Mario Cesar (presidente) and Carrara, Valdemir (orientador)
and Kuga, H{\'e}lio Koiti (orientador) and Fenili, Andr{\'e} and
Martins Filho, Luiz de Siqueira",
englishtitle = "Air bearing mass characteristics estimation for space
applications",
language = "pt",
ibi = "8JMKD3MGP5W34M/3GK4L3P",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP5W34M/3GK4L3P",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}