Modelado, Simulación y Control de Satélites en los Puntos de Lagrange del Sistema Tierra - Luna

F. Alonso Zotes; M. Santos Peñas

doi:10.1016/j.riai.2011.06.008

Autores/as

F. Alonso Zotes UNED
M. Santos Peñas Universidad Complutense de Madrid

DOI:

https://doi.org/10.1016/j.riai.2011.06.008

Palabras clave:

modelado, simulación, control borroso, satélites, puntos de Lagrange, sistema Tierra-Luna

Resumen

El objetivo de este artículo es modelar, analizar y controlar una constelación de cinco satélites, situados en los puntos de Lagrange del sistema Tierra – Luna. El modelo se ha desarrollado incluyendo efectos complejos no considerados habitualmente, como el viento solar, la no esfericidad de los planetas y la deriva de la órbita lunar, para hacerlo más realista. Sobre los satélites se ejerce una propulsión continua, calculada por medio de controladores tipo PD, tanto convencionales como borrosos, y cuya finalidad es situar y mantener a cada satélite en su punto de Lagrange frente a las inestabilidades y derivas inherentes al sistema. El sistema completo se ha implementado en el lenguaje de modelado Modelica, para el que se han creado una serie de elementos aeroespaciales, y las simulaciones se han desarrollado con el software Dymola. Tanto con los controladores clásicos como con los borrosos se han obtenido muy buenos resultados.

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Alonso Zotes F., Santos M., 2010. Multi-criteria Genetic Optimisation of the Manoeuvres of a Two-Stage Launcher. Information Sciences, 180(6), 896–910.

Alonso Zotes, F., Santos M., 2008. Modelado y simulación con Modelica y Dymola de cinco satélites en los puntos de Lagrange del sistema tierra-luna. In: Actas XXIX Jornadas Automática, Tarragona, España.

Bate, R. R., Mueller D. D., White J. E., 1971. Fundamentals of Astrodynamics, Dover Publications.

Bengoa, G., Alonso, F., García, D., Graziano, M., Beech T., Ortega G., 2004. FAMOS-V2: Formation Flying and Rendezvous and Docking Tool for Exploration Mission in Circular and Elliptical Orbits. In: Proc. 2nd Int. Symp. on Formation Flying Missions and Technologies.

Bodley, C. S., Flanders H. A., 1986. Tethered satellite program control strategy. Proc. Int. Conference, Arlington, CA, Univelt, 295–299.

Doruk R. O., Kocaoglan E., 2008. Satellite attitude control by integrator back-stepping with internal stabilization. Aircraft Engineering & Aerospace Technology, 80(1), 3–10.

Drinkwater, M. R., Floberghagen, R., Haagmans, R., Muzi D., Popescu A., 2002. GOCE: ESA's First Earth Explorer Core Mission. Space Sciences Review, 108, 1–2, 419–432.

Dynasim AB, 2008. www.dynasim.se

Elices, T., 1989. Introducción a la Dinámica Espacial. INTA.

Fahr, H. J., 2002. Global Energy Transfer from Pick-up Ions to Solar Wind Protons. Solar Physics, 208, 335–344.

Fahr, H. J., Chahshei I. V., 2002. On the thermodynamics of MHD waveheated solar wind protons, Astron. Astrophys., 395, 991–1000.

Garzón Florez, C.M., Florez A., 2006. Túneles gravitacionales. R. Colombiana de Física, 38(3), 1186–1189.

Gurfil, P., Kasdin N. J., 2001. Dynamics and Control of Spacecraft Formation Flying in Three-Body Trajectories. In: Guidance, Navigation, and Control Conf., Montreal, Canada, AIAA 01-4026.

Hamilton, N., 2001. Formation Flying Satellite Control Around the L2 Sun-Earth Libration Point. Master’s thesis, George Washington University, Washington D.C.

Hechler, M., 2009. Launch Windows for libration point missions. Acta Astronautica, 64, 139–151.

Herschel-Planck, 2010. www.esa.int/esaMI/Herschel/SEMZETEH1TF_0.html

Howell, K. C., Marchand B. G., 2003a. Control Strategies for Formation Flight in the Vicinity of the Libration Points. In: Space Flight Mechanics Conference, AAS Paper 03-113.

Howell, K. C., Marchand B. G., 2003b. Design and Control of Formations near the Libration Points of the Sun-Earth/Moon Ephemeris System, Space Flight Mechanics Symposium, Maryland.

Kaula W. M., 1996. Theory of Satellite Geodesy, Blaisdell Publishing Company. Waltham, Massachusetts.

Mattsson, S. E., Elmqvist H., Otter M., 1998. Physical system modelling with Modelica. Control Engineering Practice, 6(4), 501–510.

Ming, X., Dancer, M. W., Balaskrishnan S. N., Pernicka H.J., 2004. Stationkeeping of an L2 libration point satellite with 0-D technique. In: Proc. of the American Control Conference, Boston Massachusetts.

Moreno V., Aeyels D., 2006. Minimización del Tiempo de Vuelo de Satélites Utilizando Programación Dinámica. RIAI, 3(3), 108–115.

Nagarajan, R. P., Yaacob, M. P., Zain, S., Soh Kay Hoh Z.M., Arshad A.S., 2008. PID and Adaptive Predictive Fuzzy Logic Controller for a micro-satellite. In: International Conference on Electronic Design.

NASA Planetary Fact Sheet, 2009. http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/

Sánchez Peña, R. S. Alonso R. J., 2005. Control de vehículos espaciales. RIAI, 2(3), 6–24.

Scheeres, D. J., Vinh N. X., 2000. Dynamics and control of relative motion in an unstable orbit. In: Astrodynamics Specialist Conference, Denver, AIAA Paper 00-4135.

Stuchi, T.J., Yokoyama, T., Correa, A. A., Solórzano, R. H., Sánchez D. M., Winter S. M. G., Winter O. C., 2008. Dynamics of a spacecraft and normalization around Lagrangian points in the Neptune–Triton system. Science Direct, Advances in Space Research, 42, 1715–1722.

Sutton, P. Biblarz O., 2001. Rocket Propulsion Elements. 7th Ed. WileyInterscience, USA.

Tiller, M. M., 2001. Introduction to physical modeling with Modelica. Kluwer Academic Publishers, Springer.