APLICAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLE PID NO MOVIMENTO ROTACIONAL DO SUBSATÉLITE ARTIFICIAL DO SISTEMA TETHER ESPACIAL

Resumo

O presente trabalho visa analisar e aplicar um sistema de controle PID no movimento rotacional de um subsatélite S2 e seu movimento ao redor do satélite principal S1 de um Sistema Tether Espacial, composto por dois satélites ligados por um cabo no espaço. Esse estudo será realizado através das integrações numéricas das equações do movimento, partindo de condições iniciais conhecidas. O movimento translacional do subsatélite ao redor do satélite principal é descrito em coordenadas esféricas (l, α, β), definidas pela distância e os ângulos que posicionam o vetor posição entre os dois satélites. Os resultados da propagação numérica mostram que S2 se movimenta ao redor de S1 no plano orbital de S1 ao redor da Terra e oscila verticalmente a esse plano. O movimento rotacional é descrito pelas equações de Euler e pelas equações cinemáticas, descritas pelos quatérnions, pois em determinadas situações as equações cinemáticas descritas pelos ângulos de Euler podem apresentar singularidades dificultando a solução do problema. Visa-se com a metodologia adotada eliminar essas singularidades por meio dos quatérnions, uma vez que as equações cinemáticas em termos do quatérnions não dependem de funções trigonométricas. Como a geometria adotada é um paralelepípedo para o subsatélite S2, seu comportamento quanto a rotação é muito similar ao longo de seus eixos x e z. Os resultados da integração numérica das equações do movimento rotacional com quatérnions destacam o comportamento adequado dos quatérnions e das componentes da velocidade de rotação do subsatélite S2. A velocidades angulares se estabelizaram próximas do 0 rad/s, mesmo concluindo que o controle não sendo o ideal apresentou bons resultados para o problema analisado nesse momento.