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スペースクラフトダイナミクスキャップストーン:火星ミッション

説明

このキャップストーン宇宙船ダイナミクスプロジェクトの目標は、剛体運動学、運動学、制御コースで開発されたスキルを採用することです。 火星へのXNUMXつの宇宙船のエキサイティングな任務は、主要な母船が別の軌道で娘の乗り物と通信しているところと考えられます。 課題には、軌道フレームといくつかの望ましい参照フレームの運動学を決定すること、軌道上の宇宙船の姿勢ダイナミクスを数値的にシミュレートすること、そして電力を求める太陽指向を含むさまざまなミッションモードにさまざまな宇宙船本体フレームを駆動するフィードバック制御を実装することが含まれます。世代、科学の収集のための天底、通信およびデータ転送のための母宇宙船向け。 最後に、これらの姿勢モードを実装し、結果の自律閉ループパフォーマンスを調査する統合ミッションシミュレーションが開発されます。

タスク1と2では、XNUMX次元の運動学を使用して、ミッション関連の軌道シミュレーションと関連する軌道フレームを作成します。 導入ステップでは、衛星が正しい動作をしていること、および惑星に対する軌道フレームの向きが適切に評価されていることを確認します。

タスク3から5は、太陽を指す、天底を指す、GMOを指すというXNUMXつの姿勢ポインティングモードに必要な姿勢参照フレームを作成します。 基準姿勢フレームは、フィードバック制御が衛星を目的の方向に駆動することを保証するための重要なコンポーネントです。 使用されるコントロールはXNUMXつのポインティングモードすべてで同じですが、姿勢基準フレームが異なるため、パフォーマンスは異なります。

タスク6から7は、シミュレーションルーチンを作成して、現在の姿勢モードの身体固定フレームと特定の参照フレーム間の姿勢追跡エラーを最初に評価します。 次に、数値シミュレーションを通じて慣性姿勢のダイナミクスを評価し、制御性能を数値的に分析できるようにします。

タスク8〜11は、8つの姿勢モードの閉ループ姿勢パフォーマンスをシミュレートします。 タスク10から11は最初に一度にXNUMXつの姿勢をシミュレートしますが、タスクXNUMXは、姿勢モードが惑星に対する宇宙船の位置の関数として自律的に切り替わることを考慮する包括的な姿勢ミッションシミュレーションを開発します。

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言語: 英語

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スペースクラフトダイナミクスキャップストーン:火星ミッション –コロラド大学ボルダー校