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Fast slew maneuvers for the High-Torque-Wheels BIROS spacecraft

Acquatella B., Paul (2018) Fast slew maneuvers for the High-Torque-Wheels BIROS spacecraft. Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, 61 (2), Seiten 79-86. Aerospace Technology Japan. doi: 10.2322/tjsass.61.79. ISSN 0549-3811.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich
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Offizielle URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/tjsass/61/2/61_T-17-56/_article/-char/en

Kurzfassung

The satellite platform BIROS is the second technology demonstrator of DLR’s ‘FireBIRD’ space mission aiming to provide infrared remote sensing for early fire detection. Among several mission goals and scientific experiments, to demonstrate a high agility attitude control system, the platform is actuated with an extra array of three orthogonal ‘HighTorque-Wheels.’ However, to enable agile reorientation, a challenge arises from the fact that time-optimal slew maneuvers are, in general, not of the Euler axis rotation type; especially whenever the actuators are constrained independently. Moreover, BIROS’ on-board computer can only accommodate rotational acceleration commands twice per second. The objective is therefore to find a methodology to design fast slew maneuvers while considering a highly dynamic plant commanded by piecewise-constant sampled-time control inputs. This is achieved by considering a comprehensive analytical nonlinear model for spacecraft equipped with reaction wheels and transcribing a time-optimal control problem formulation into a multi-criteria optimization problem. Solutions are found with a direct approach using the trajectory optimization package ‘trajOpt’ of DLR-SR’s optimization tool, Multi-Objective Parameter Synthesis (MOPS). Results based on numerical simulations are presented to illustrate this method.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/123142/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Zusätzliche Informationen:presented at ISSFD 2017, 26th International Symposium on Space Flight Dynamics. June 3-9, 2017. Matsuyama-Ehime, Japan. http://elib.dlr.de/118396/
Titel:Fast slew maneuvers for the High-Torque-Wheels BIROS spacecraft
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Acquatella B., Paulpaul.acquatella (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0826-6984NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:4 März 2018
Erschienen in:Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:61
DOI:10.2322/tjsass.61.79
Seitenbereich:Seiten 79-86
Verlag:Aerospace Technology Japan
ISSN:0549-3811
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Attitude Control System, Slew Maneuver Optimization, Time-Optimal Control, Sampled-Time Control
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt High-Torque-Wheels (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik > Raumfahrt-Systemdynamik
Hinterlegt von: Acquatella B., Paul
Hinterlegt am:19 Nov 2018 10:23
Letzte Änderung:30 Okt 2023 14:47

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