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Ein gutes Modell der Regelstrecke erhöht die Erfolgsaussicht, eine in der Simulation gut funktionierende Regelung in der Praxis genauso gut betreiben zu können. Gute Modelle eröffnen auch noch weitere Perspektiven: Sind die störenden Einflüsse auf den Regelkreis, die Störgrößen, die Messfehler und die Ungenauigkeiten im Simulationsmodell insgesamt kleiner als die Genauigkeitsanforderungen an die Regelgröße, dann kann man durch entsprechende Filterung des Eingangssignals sogar auf eine Rückführung der Regelgröße sogar verzichten. Andernfalls lassen sich deren Auswirkung auf die Regelgröße durch eine Rückführung verkleinern. Der Prozess kann für schnelle und hochgenaue Anwendungen durch die vorgestellte Methode weiter verbessert werden, wenn die störenden Einflüsse auf den Regelkreis direkt geschätzt und gleich kompensiert werden, bevor sie sich in der Regelgröße bemerkbar machen können.
This paper deals with the preparation of the Small GEO mission and the accommodation of a GPS receiver as an experiment. The expected benefits of using the GPS receiver for Small GEO are explained. The feasibility of using GPS for position determination is investigated by simulation using a MosaicGNSS receiver, which was stimulated by a Spirent RF signal generator. A procedure, how to evaluate flight data on ground is outlined. Success criteria of the experiment and the minimal size of the downlink stream required and reserved for the receiver TM are presented.
Im Rahmen der Digitalisierung der industriellen Produktion mit Industrie 4.0 und des autonomen Fahrens erlangen möglichst detaillierte digitale Abbilder von Maschinen und Fahrzeugen für den vollständigen Zeitraum ihres Einsatzes eine zentrale Bedeutung. Sowohl durch geplante Veränderungen des Arbeitspunkts aber auch durch Abnutzung und Verschleiß kommt es zu Abweichungen des Systemverhaltens. In diesem Posterbeitrag werden die Entwicklung und die Anwendung eines Identifikations-Algorithmus für die automatisierte Modellierung eines dynamischen Systems basierend auf einem gemessenen Ein- und Ausgangssignal beschrieben. Der in MATLAB und Simulink programmierte Algorithmus läuft parallel zum realen System auf einer embedded Hardware ab, so dass eine Identifikation online und selbstständig ausgeführt wird. Die prozess- oder verschleißbedingten Veränderungen des Systemverhaltens werden damit unmittelbar bei der Modellierung während des Betriebs berücksichtigt. Im Anschluss an die Identifikation sind die Selbst-Optimierung, die Vorsteuerung und die Selbst-Konfiguration des Systems, z.B. die Anpassung von Reglern, basierend auf dem aktuellen Modell durchführbar.
Non-Rest to non-Rest Reference Slews for Agile Imaging Satellites With LQ-minimized Angular Momentum
(2023)
This paper shows a full parametrization non-rest to non-rest slew maneuvers using polynomials. A new modelling formulation is developed which on one hand satisfies exactly the given boundary conditions as well as the kinematic differential equation of the rotating body exactly. The idea is to determine one part of the unknown coefficients by the kinematical boundary conditions and to use the other part as free design parameters to shape the dynamic in between the boundary conditions. In addition, a least squares problem is formulated in order to minimize the angular momentum of the slew. This approach allows optimal slew maneuvers as well as low computational need such that an onboard usage is possible.
This article deals with the topic of damping the rates of a satellite after separation from the launcher by sensing the rates with magnetometers or gyroscopes and actually damping it with torquerods or thrusters.
In literature problems of this kind are treated by linearization which is not adequate here due to the high nonlinearity of the problem caused by the high gyroscopic torque. This paper addresses the observability and controllability of the rate dynamics for symmetric satellite bodies.
Furthermore, robust stability of any bodies is investigated by means of the Krasovskii–LaSalle principle which is a variant of Ljapunov’s Second Method. It is found that – apart from one exception - the system is robustly stable for certain conditions depending only on the gain matrix and not depending on the orbit, moments of inertia or initial conditions. The exception is that of the intuitive case of an equator type orbit, in which the satellite rotates around the magnetic field lines, in this case the satellite’s rate cannot be damped.
Several design configurations are analysed with respect to their performance and cost: Rate damping with magnetometers or gyroscopes as sensors, and torquerods and thrusters as actuators. The results are evaluated with respect to the time to reach the desired rate, the propellant and the power equivalent battery mass used.
The goal is to use the results to allow an AOCS equipment and architecture trade-off at an early project phase. The design of the rate damping control of the SWARM project is presented as an example and demonstrated with simulations.
This paper analyses the achievable performance of the orbit prediction for a geostationary satellite using clusters of electrical propulsion (EP) thrusters for station-keeping and a star tracker based attitude control system.
The challenge in the orbit prediction is that the real electrical propulsion thrust is known with limited accuracy only. In combination with thrust pointing errors, these inaccuracies can accumulate to large orbit position errors during long low thrust burn arcs.
The discrepancy between real and predicted satellite position is determined in terms of probability and as a worst case scenario.