Controle vetorizado de empuxo baseado em dispositivos flexíveis para sistemas propulsivos

Abstract

Neste trabalho, foi realizado a modelagem e controle de um protótipo (veículo de testes) com um Thrust Vector Control (TVC), o qual é comumente utilizado no controle de atitude/orientação de satélites e foguetes. Existem diversos mecanismos capazes da realizar tal controle, o mais comum dentre eles é a plataforma Stuart. Dito isso, este trabalho buscou mecanismos alternativos capazes de realizar este controle de atitude. Em parceria com o Marshall Space Flight Center (NASA), a Brigham Young Univer sity6 desenvolveu um mecanismo flexível capaz de controlar a orientação de um vetor, sem a necessidade de componentes complexos como: fuso, engrenagem, rolamento e lubrificações periódicas. Dessa forma, o veículo de testes desenvolvido, fez o uso deste mecanismo flexível para controlar a orientação do empuxo gerado pelo seu sistema de propulsão, resultando no controle a dinâmica de atitude do veículo. Para tal fim, com o auxílio das equações de Newton-Euler, foi realizado a modelagem do sistema e sua linearização. Adiante, foram utilizadas duas estratégias de controle, controlador PD com a representação no espaço de estados (REE) da planta linearizada e o compensador com realimentação completa dos estados estimados com a REE identificada experimentalmente. Ao final deste processo, o compensador com realimentação completa dos estados estimados demonstrou-se muito superior ao controlador PD.