Resumo

VIEGAS, Wilder da Vera Cruz; SANTOS, Davi Antônio dos; WASCHBURGER, Ronaldo  e  WALDMANN, Jacques. Controle em três eixos para aquisição de atitude por satélite universitário partindo de condições iniciais desfavoráveis. Sba Controle & Automação [online]. 2012, vol.23, n.2, pp. 231-246. ISSN 0103-1759.  http://dx.doi.org/10.1590/S0103-17592012000200009.

A concepção de um satélite universitário de baixo custo busca atender as restrições de seu lançamento como carga útil secundária. A configuração girostato foi investigada para avaliar o desempenho do Sistema de Controle de Atitude (SCA) autônomo durante a aquisição de atitude quando o satélite se separa do veículo lançador em uma condição inicial desfavorável. A configuração girostato é controlada em três eixos e busca manter voltada para o Sol a única face com o painel solar. Uma roda de momentum, cujo eixo de rotação é ortogonal àquela face, provê rigidez giroscópica para, em conjunto com três bobinas de torque com núcleo de ar, gerar torques para controle de atitude em três eixos. O SCA inicia sua ação a partir da separação, operando em malha fechada com a estimação da atitude e da velocidade angular do satélite. Essas estimativas são fornecidas por um filtro de Kalman estendido (FKE) que processa medidas vetoriais da direção do Sol e do campo geomagnético oriundas de sensores de Sol e magnetômetro triaxial. Partindo de condições desfavoráveis, os resultados mostraram que o apontamento do satélite demanda cerca de um dia e meio dia para prover erro de apontamento inferior a 10º e menos de dois dias para manter o erro abaixo de 0,1º. Em torno do eixo da roda, ocorre oscilação do satélite em torno da referência, mas dentro de uma margem aceitável. A duração das manobras em relação à capacidade de carga das baterias embarcadas confirmou a viabilidade da configuração girostato. O desempenho e a complexidade dessa configuração foram comparados com a estabilização de corpo rígido com rotação spin visando selecionar configuração apropriada para a missão do satélite.

Palavras-chave : satélite artificial; controle de atitude; filtro de kalman estendido; magnetômetro; roda de momentum.