Tesis doctoral de Javier Crespo Moreno
El control de actitud y orientación de vehículos aeroespaciales (satélites) en el desarrollo de su órbita puede generar diversos problemas relacionados con el apuntamiento requerido. El sistema de control de actitud integrado a bordo de cualquier satélite tiene como objetivo fundamental la orientación de los mencionados vehículos. el problema de control de actitud se complica cuando el vehículo considerado es de carácter flexible. Bajo esta clasificación se encuentran aquellos satélites en los que cualquiera de los elementos adosados al cuerpo principal del vehículo se considera deformable bajo la acción de perturbaciones. el vehículo que se considera en esta tesis es un satélite de tipo rígido-flexible, en el que se considera que el cuerpo central del satélite es rígido y que dispone de elementos externos deformables, como son los paneles solares adosados al cuerpo principal. con arreglo a esta configuración, cualquier maniobra de orientación del vehículo puede causar deformaciones en los elementos adosados al cuerpo central rígido. Así mismo, cualquier deformación de los paneles solares, motivado por cualquier perturbación externa, puede producir un desalineamiento del apuntamiento nominal requerido al subsistema de control de actitud. Estas consideraciones introducen los denominados modos del sistema. Aparecen dos grupos claramente identificados, como son los modos orbitales (alabeo, cabeceo y guiñada) y en segundo lugar los modos de deformación (modo de flexión y modo de torsión). Tanto los modos orbitales como los modos de deformación están altamente acoplados, con lo el sistema también se considera acoplado. la cuestión que se plantea con este tipo de problema y con el control de actitud de este tipo de vehículos está relacionada con el diseño de controladores que asuman este efecto y que lleguen a amortiguarlo con un grado de atenuación elevado. este planteamiento lleva a sopesar las diferentes técnicas existentes en el ámbito de las disciplinas del control automático, para seleccionar aquella que mejor encaje con las pretensiones planteadas, es decir, obtener un grado de independencia elevado entre las deformaciones de los elementos externos y las maniobras de orientación del vehículo. por tanto, el objetivo principal de esta tesis es el diseño de controladores por medio de técnicas de asignación de autoestructuras. en la tesis se ha desarrollado un modelo matemático preciso, representativo del sistema real que conforma el modelo no lineal del sistema y que representa la ecuación del movimiento. El modelo matemático lineal sirve como modelo de diseño para obtener los controladores que se aplicarían al subsistema de control de actitud. las técnicas utilizadas para el diseño y desarrollo de los controladores son dos. La primera es una técnica lqr y la segunda se basa en el método de asignación de autoestructuras – (eigenstructure assignment). los controladores óptimos diseñados con técnicas lqr se han utilizado como referencia para el cálculo y obtención de controladores por métodos ea. el método de diseño de controladores basados en técnicas ea permite obtener una ley de control bien por realimentación de estados o por realimentación de la salida. Básicamente los métodos ea requieren el comportamiento del sistema en lazo cerrado, por medio de lo que se denomina autoestructura deseada. en la tesis se han desarrollado dos grupos de ensayos que han tenido como objetivo seleccionar el método de asignación de autoestructuras que mejores prestaciones presenta en cuanto a robustez. un análisis adicional de robustez se realizó con técnicas de análisis mu. Las técnicas de análisis del valor singular estructurado han tenido como objetivo la determinación de la estabilidad robusta, el comportamiento robusto y el comportamiento nominal de los sistemas que integran los controladores diseñados con técnicas ea.
Datos académicos de la tesis doctoral «Diseño de controladores de sistemas multivariantes basados en tecnicas de asignacion de autoestructuras aplicados a vehiculos espaciales rigido-flexibles«
- Título de la tesis: Diseño de controladores de sistemas multivariantes basados en tecnicas de asignacion de autoestructuras aplicados a vehiculos espaciales rigido-flexibles
- Autor: Javier Crespo Moreno
- Universidad: Nacional de educación a distancia
- Fecha de lectura de la tesis: 29/03/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Joaquin Aranda Almansa
- Tribunal
- Presidente del tribunal: sebastián Dormido bencomo
- Luis Pérez sanz (vocal)
- matilde Santos peñas (vocal)
- Jesús Manuel De la cruz García (vocal)