CONTROLE SUBÓTIMO EM SIMULAÇÕES NÃO LINEARES DE SATÉLITE USANDO SDRE E H-INFINITO
O controle de um satélite pode ser projetado com sucesso usando a teoria do controle linear se o satélite apresentar movimentos angulares lentos. Porém, para manobras rápidas, os modelos linearizados não são capazes de representar todas as perturbações devido aos efeitos dos termos não lineares presentes na dinâmica, o que compromete o desempenho do sistema. Portanto, uma técnica de controle não linear deve produz um melhor desempenho. No entanto, essas técnicas de controle não linear podem ser mais sensíveis às incertezas. Uma técnica candidata para o projeto da lei de controle do satélite considerando uma manobra rápida é a equação de Riccati dependente do estado (SDRE). SDRE fornece um algoritmo eficaz para sintetizar o controle de feedback não linear. O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) recebeu uma demanda do governo brasileiro para a construção de satélites de sensoriamento remoto, como a missão Amazônia-1. Nessas missões, o satélite deve ser estabilizado em três eixos para que a carga ótica possa apontar para o alvo desejado. Em outras pesquisas a aplicação da técnica SDRE mostrou um melhor desempenho para as missões desenvolvidas pelo INPE, uma questão importante subsequente é se esse melhor desempenho é robusto às incertezas. Neste artigo, investigamos se a aplicação da técnica SDRE no AOCS é robusta e estável às incertezas nas missões desenvolvidas pelo INPE. Além disso, a fim de lidar com essas incertezas de forma adequada, propomos uma combinação de SDRE com H-infinito com base em uma fatoração coprima esquerda. De forma que a atenção seja movida para o tamanho dos sinais de erro e não sobre o tamanho e largura de banda da função de transferência em malha fechad. Os resultados iniciais mostraram que o controlador SDRE é robusto a 5%, no mínimo, variações no tensor de inércia do satélite.
CONTROLE SUBÓTIMO EM SIMULAÇÕES NÃO LINEARES DE SATÉLITE USANDO SDRE E H-INFINITO
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DOI: 10.22533/at.ed.87021180814
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Palavras-chave: Não linear, controle, SDRE, H-infinito
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Keywords: Nonlinear, control, SDRE, H-infinity
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Abstract:
The control of a satellite can be designed with success by linear control theory if the satellite has slow angular motions. However, for fast maneuvers, the linearized models are not able to represent all the perturbations due to the effects of the nonlinear terms present in the dynamics which compromises the system’s performance. Therefore, a nonlinear control technique yields better performance. Nonetheless, these nonlinear control techniques can be more sensitive to uncertainties. One candidate technique for the design of the satellite's control law under a fast maneuver is the State-Dependent Riccati Equation (SDRE). SDRE provides an effective algorithm for synthesizing nonlinear feedback control by allowing nonlinearities in the system states. The Brazilian National Institute for Space Research (INPE, in Portuguese) was demanded by the Brazilian government to build remote-sensing satellites, such as the Amazonia-1 mission. In such missions, the satellite must be stabilized in three-axes so that the optical payload can point to the desired target. Although elsewhere the application of the SDRE technique has shown to yield better performance for the missions developed by INPE, a subsequent important question is whether such better performance is robust to uncertainties. In this paper, we investigate whether the application of the SDRE technique in the AOCS is robust stable to uncertainties in the missions developed by INPE. Moreover, in order to handle such uncertainty appropriately, we propose a combination of SDRE with H-infinity based on a left coprime factorization. In such a way that the attention is moved to the size of error signals and away from the size and bandwidth of selected closed-loop transfer function. The initial results showed that SDRE controller is robust to 5%, at least, variations in the inertia tensor of the satellite.
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Número de páginas: 16
- Luiz Carlos Gadelha de Souza
- Alessandro Gerlinger Romero
