Aplicação do controlador LQR em manobras de rendezvous para satélite alvo em órbita Leo

Resumo

Este trabalho tem por objetivo realizar um estudo de manobras de rendezvous entre o Satélite de Reentrada Atmosférica (SARA), considerado como um veículo perseguidor, e um veículo alvo em órbita permanente LEO. Um estudo teórico da modelagem das equações dinâmicas de movimento relativo, propostas por Hill-Clohessy-Wiltshire, e um estudo do sistema de controle para tais manobras de rendezvous é realizado, considerando a dinâmica dos atuadores desprezíveis. A técnica de controle de multivariáveis Regulador Linear Quadrático (LQR) é utilizada como método para projetar o sistema de controle fazendo uso da ferramenta computacional MATLAB. Nas simulações das manobras de rendezvous, utilizou-se como estratégia, aproximações entre os veículos perseguidor e alvo por V-bar e são analisadas a evolução temporal da posição, velocidade e da força necessária para o controle com a intenção de avaliar a velocidade de resposta de tal sistema de controle. Com a visualização gráfica das manobras em 3D, observa-se que a técnica de controle LQR aplicada à planta do problema mostrou-se adequada e com resultados satisfatórios. Salienta-se que projetar, entender e manipular controladores cada vez mais precisos para manobras orbitais de rendezvous pode fazer a diferença entre o sucesso ou fracasso de um projeto que certamente envolve alto orçamento.