Controle ativo de vibração de um satélite rígido/flexível durante manobras de atitude

Este trabalho apresenta o controle ativo de vibracao estrutural durante uma manobra de atitude. 0 modelo do satelite investigado e composto de um corpo rigido mais um apendice flexivel com um amortecedor de vibracoes ativo (AVA) localizado na extremidade livre do apendice. Sao realizadas manobras no...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Silmara Alexandra da Silva
Other Authors: Luiz Carlos Gadelha de Souza
Language:Portuguese
Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 1999
Online Access:http://urlib.net/sid.inpe.br/deise/2001/04.24.10.34
Description
Summary:Este trabalho apresenta o controle ativo de vibracao estrutural durante uma manobra de atitude. 0 modelo do satelite investigado e composto de um corpo rigido mais um apendice flexivel com um amortecedor de vibracoes ativo (AVA) localizado na extremidade livre do apendice. Sao realizadas manobras no sistema que consequentemente, o movimento do corpo rigido excita a parte flexivel do satelite. A tarefa do amortecedor ativo de vibracoes (AVA) e de amortecer eficientemente alguma vibracao causada pela manobra. 0 sistema e modelado usando uma abordagem Lagrangiana. Tendo encontrado os modos de vibracao da estrutura, sao obtidas as expressoes para Energia Cinetica e Potencial. A equacao de Lagrange e entao aplicada para obter as equacoes de movimento do sistema. E avaliado o comportamento dos polos e zeros em funcao do aumento da massa localizada na extremidade do apendice. As simulacoes sao realizadas para diferentes tipos de estrategias de manobras. E observado que o amortecedor ativo de vibracoes (AVA) junto com a lei de controle proporcional integral (PI) aplica uma forca proporcional a velocidade da deflexao da estrutura flexivel. Baseado nisso e mostrado que a abordagem na qual usa-se N atuadores e efetiva para o controle de N modos de vibracao. === This work presents the results of an active structural vibration control performed during an attitude control manouver. The satellite model investigated is composed of a rigid hub plus a flexible cantilevered beam with a proof-mass actuator (PMA) located at free end. As the satellite manouvers from rest to a pre-defined position, the rigid body motion can excite the flexible part of the satellite. The PMA tasks is to damp-out any vibration caused by this manouver efficiently. The rigid/flexible satellite is modeled, using a relatively simple structural dynamics approach. Having found the vibration modes of the structure, expressions for kinetic and potential energy are derived. Lagrange's equation is then applied to obtain the satellite equations of motion Numerical simulations evaluate the vibration control problem for different control manouvers strategies. It is evaluated the behavior of the poles and zeros as a function of the increase of the mass located in the extremity of the beam. It is observed that the PMA, together with a propolonal plus integral control law, provides a control force proportional to the velocity of the flexible structure. Based on this, it is shown that the approach of using N such actuators is effective to control the first N vibration modes.