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Design and Evaluation of an Attitude Control System for a Spacecraft Landing Demonstrator

Schütz, Moritz (2024) Design and Evaluation of an Attitude Control System for a Spacecraft Landing Demonstrator. Bachelorarbeit, Karlsruher Institut für Technologie.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis 17 Januar 2029
35MB

Kurzfassung

As a replacement for toxic hydrazine-based spacecraft propulsion the German Aerospace Center is developing the green propellant combination HyNOx and accompanying thrusters. In order to demonstrate this technology and test novel control strategies a lander demonstrator called "The LÄNDer" is being built. This work presents a model predictive attitude controller that can control the current lander demonstrator hardware, and is capable of being adapted for usage in the planned free-flight demonstrator. The specifics of the attitude control actuators used in the lander demonstrator necessitate its treatment as a set-valued input system. In addition, external forces encountered during atmospheric descent are assumed to be nonlinear and time-varying. It approaches the choice of set-valued inputs as a problem of combinatorial optimization, employing modified path planning algorithms in combination with a nonlinear system model to determine the control action. The impact of several controller parameters is evaluated with Monte Carlo experiments, which were also used for examinations regarding robustness and stability. After evaluation in a simulation environment, the controller is then deployed to the embedded avionics of the lander demonstrator hardware.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202317/
Dokumentart:Hochschulschrift (Bachelorarbeit)
Titel:Design and Evaluation of an Attitude Control System for a Spacecraft Landing Demonstrator
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schütz, Moritzmoritz.schuetz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0007-5990-3799151994797
Datum:2024
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Seitenanzahl:63
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Guidance, Navigation & Control Attitude Control Model Predictive Control Spacecraft Landers Green Propulsion
Institution:Karlsruher Institut für Technologie
Abteilung:Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Institut für Regelungs und Steuerungssysteme (IRS)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Agile Entwicklung von fortschrittlichen Raketenantrieben
Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Satelliten- und Orbitalantriebe
Hinterlegt von: Böhringer, Isabell
Hinterlegt am:31 Jan 2024 07:16
Letzte Änderung:31 Jan 2024 07:16

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