Resumen

En este estudio, se desarrolla un método de control predictivo de modelos (MPC) para una nave espacial de servicio que se aproxima de forma autónoma a una nave espacial fallida que se tambalea en un rango ultra cercano. La seguridad del vuelo y la evitación de colisiones son requisitos básicos durante la aproximación. Se consideran dos tipos de naves espaciales averiadas con configuraciones complejas y se diseña una estrategia de envoltura compuesta de doble elipsoide para modelar sus zonas de permanencia. Dada la zona de mantenimiento de la nave, se introducen posteriormente dos elipsoides expandidos para determinar la colisión y se derivan las condiciones suficientes para evitarla utilizando la forma de restricción cóncava. Se considera el movimiento de volteo del objetivo, y se formula una dinámica de traslación basada en CW y una dinámica de actitud derivada del objetivo para predecir el movimiento del punto de acoplamiento y la zona de mantenimiento. El MPC se formula para dirigir el seguimiento del punto de acoplamiento con la evitación de colisiones y las restricciones de manejo, incluyendo la saturación de la entrada de control y el límite de velocidad relativa. La convexización de la restricción de evitar colisiones y la programación convexa secuencial se adoptan para la implementación del MPC. Se han simulado escenarios en los que el servicer con diferentes posiciones iniciales se aproxima al objetivo con diferentes velocidades angulares, y los resultados de la simulación indican que el método MPC propuesto es eficaz.

• Materias:Reacciones químicas Minería de datos Aerodinámica Ingeniería aeroespacial Ingeniería Aeronáutica
• Subjects:Chemical reactions Data mining Aerodynamics Aerospace engineering Aeronautical Engineering
• Palabras claves:evitación de colisiones, punto de acoplamiento, nave espacial fallida, dinámica de traslación basada, forma de cóncavo, restricciones de evitación de colisiones, implementación de mpc, métodos mpc propuestos, posición inicial diferente, estrategia de envolvente compuesta
• Keywords:collision avoidance, docking point, failed spacecraft, based translational dynamic, form of concave, collision avoidance constraints, implementation of mpc, proposed mpc methods, different initial position, composite envelope strategy