Układ sterowania manipulatorem satelitarnym wykorzystujący algorytm sterowania predykcyjnego

Awarie satelitów, chociaż rzadkie, występują pomimo uwzględnienia specyfiki środowiska kosmicznego na etapie projektowania urządzeń. Rozważane jest zastosowanie bezzałogowych pojazdów, które mogłyby przeprowadzać naprawy lub usuwać śmieci kosmiczne z orbity. Kluczowym etapem misji takiego pojazdu jest manewr przechwycenia, które można wykonać za pomocą manipulatora. W artykule przedstawiono koncepcję układu sterowania dla manipulatora satelitarnego. Układ ten złożony jest z modułu planowania trajektorii oraz modułu śledzenia trajektorii, który oparty jest na algorytmie sterowania predykcyjnego. Symulacje numeryczne przeprowadzone dla płaskiego układu z manipulatorem o dwóch stopniach swobody pokazały, że wyniki uzyskiwane z zastosowaniem sterowania predykcyjnego są porównywalne z wynikami uzyskiwanymi z zastosowaniem sterowania adaptacyjnego.

---

Satellites are designed taking into account harsh conditions of orbital environment. However, the operational lifetime of a considerable number of satellites is shortened by malfunctions. It is considered to use unmanned satellites for on-orbit servicing and active space debris removal. The paper presents control system for free-floating space manipulator that can be used to perform orbital capture maneuvre. This system consists of two modules: trajectory planning module and trajectory realization module (based on Nonlinear Model Predictive Controller). Numerical simulations were performed for a simplified planar case with 2 DOF manipulator and predictive controller was compared with adaptive controller.