Resumen
A system, method and computer program product for improved attitude control of a vehicle under torque-free conditions. The system (100) comprises an attitude sensor unit (112) for measuring the angular state (113) of the vehicle (102), momentum exchange actuators (122) for exchanging momentum with the vehicle (102), a guidance module (134) for obtaining a target angular state (135). A navigation module (136) for obtaining an estimated angular state (137) and a control unit (132) configured to receive the target angular state (135), check for the occurrence of a state of rotation about the intermediate axis of inertia of the vehicle (102), DZH effect, and in that case characterize the DZH effect, obtaining at least one DZH period (232); calculate at least one activation time interval {del}t j (242) during the DZH period (232); and performing an attitude maneuver of the vehicle by actuating the pulse exchange actuators (122) for at least an activation time interval {del}t j (242). The combination of the DZH effect with the pulse exchange drives achieves high energy and time savings. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1. Un sistema para mejorar el control de la actitud de un vehículo en condiciones libres de par, donde el sistema (100) comprende: una unidad de sensor de actitud (112) configurada para medir el estado angular (113) del vehículo (102); una pluralidad de actuadores de intercambio de impulso (122) configurados para intercambiar impulso con el vehículo (102) para el control de actitud; y. un ordenador de a bordo (130) compuesto por una unidad de control (132), un módulo de guía (134) configurado para obtener un estado angular objetivo (135) y un módulo de navegación (136) configurado para obtener un estado angular estimado (137) a partir del estado angular medido (113); caracterizado porquela unidad de control (132) está configurada para, tras la recepción del estado angular objetivo (135), comprobar la aparición de un estado de rotación sobre el eje intermedio de inercia del vehículo (102), efecto DZH, y en ese caso: - caracterizar el efecto DZH, obteniendo al menos un período DZH (232); - calcular al menos un intervalo de tiempo de activación At¡ (242) durante el período DZH (232); y- ejecutar una maniobra de actitud del vehículo accionando los actuadores de intercambio de impulso (122) durante el intervalo de tiempo de activación At¡ (242) como mínimo. 2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1, donde para ejecutar la maniobra de actitud la unidad de control (132) está configurado para: - si la hora actual está dentro de un intervalo de tiempo de activación At¡ (242), repetidamente: obtener el estado angular estimado actual (137), calcular el error de estado angular (139) entre el estado angular objetivo (135) y el estado angular estimado actual (137); calcular una entrada de control (121) a los actuadores de intercambio de impulso (122) como una función del error de estado angular (139); y. accionar los actuadores de intercambio de impulso (122) mediante la entrada de control (121); y. - finalizar la maniobra de actitud cuando el error de estado angular (139) es menor o igual que un umbral. 3. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, donde para ejecutar la maniobra de actitud la unidad de control (132) está configurado para: el tiempo actual no está dentro de un intervalo de tiempo de activación ñt¡ (242): obtenga un estado angular estimado actual (137), y. vuelva a calcular al menos un intervalo de tiempo de activación Atj (242). 4. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una pluralidad de actuadores de transformación de inercia (422) configurados para activar o desactivar el efecto DZH cambiando la distribución de masa dentro del vehículo (102). 5. El sistema de conformidad con la reivindicación 4, que comprende además un subsistema para desaturar los actuadores de intercambio de impulso (122) que incluye: una pluralidad de sensores (602) configurados para: controlar la velocidad de rotación de los actuadores de intercambio de impulso (122); y. si la rotación de los actuadores de intercambio de impulso (122) es superior a un umbral de saturación, enviar una orden de desplazamiento (606) a los actuadores de transformación de inercia (422) para que se muevan a una posición objetivo; y. una pluralidad de actuadores de liberación de masa (610) configurados para liberar masa de los actuadores de transformación de inercia (422). 6. El sistema de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 5, que comprende, además: una pluralidad de sensores de inercia (412) configurados para medir el tensor de inercia (413) del vehículo (102) utilizado para calcular las características de inercia del vehículo (102); y. un gestor de transformación de inercia (432) configurado para recibir el tensor de inercia medido (413) y controlar los actuadores de transformación de inercia (422) según un tensor de inercia exigido (434). 7. El sistema de conformidad con la reivindicación 6, donde los actuadores de transformación de inercia (422) comprenden al menos dos brazos extensibles (502) y al menos dos masas móviles (504) colocadas a lo largo de los brazos extensibles (502), y donde los sensores de inercia (412) están configurados para medir la posición de los brazos extensibles (502). 8. Un método para mejorar el control de actitud de un vehículo en condiciones libres de par, donde el método (200) comprende: obtener (210) el estado angular objetivo (135); comprobar (220) la ocurrencia de un estado de rotación sobre el eje intermedio de inercia del vehículo (102), efecto DZH, y en ese caso: - caracterizar (230) el efecto DZH, obteniendo al menos un período DZH (232); - calcular (240) al menos un intervalo de tiempo de activación Atj (242) durante el período DZH (232) y - ejecutar (250) una maniobra de actitud del vehículo accionando una pluralidad de actuadores de intercambio de impulso (122) del vehículo (102) durante al menos un intervalo de tiempo de activación Atj (242). 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, donde la ejecución (250) de la maniobra de actitud comprende: - si el tiempo actual está dentro de un intervalo de tiempo de activación Atj (242), repetidamente: obtener (320) el estado angular estimado actual (137), calcular (330) el error de estado angular (139) entre el estado angular objetivo (135) y el estado angular estimado actual (137); calcular (340) una entrada de control (121) a los actuadores de intercambio de impulso (122) en función del error de estado angular (139) y accionar (350) los actuadores de intercambio de impulso (122) mediante la entrada de control (121) y - finalizar (370) la maniobra de actitud cuando el error de estado angular (139) es menor o igual que un umbral. 10. El método de conformidad con la reivindicación 9, donde la ejecución (250) de la maniobra de actitud comprende: el tiempo actual no está dentro de un intervalo de tiempo de activación Atj (242): obtener (380) el estado angular estimado actual (137) y recalcular (390) al menos un intervalo de tiempo de activación Atj (242). 11. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, que comprende además permitir el efecto DZH cambiando la distribución de masa dentro del vehículo (102). 12. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, que comprende además la desaturación de los actuadores de intercambio de impulso (122) mediante: control de la velocidad de rotación de los actuadores de intercambio de impulso (122); si la rotación de los actuadores de intercambio de impulso (122) es superior a un umbral de saturación, liberando cierta cantidad de masa del vehículo (102) y/o utilizando los actuadores de transformación de inercia (422) para desaturar los actuadores de intercambio de impulso (122). 13. Un producto de programa informático para el control de actitud mejorado de un vehículo en condiciones libres de par, caracterizado por comprender instrucciones de código de ordenador que, cuando se ejecuta por un procesador, hace que el procesador realice el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12. 14. El programa informático de conformidad con la reivindicación 13, que comprende al menos un medio de almacenamiento legible por ordenador habiendo registrado en él las instrucciones de código informático.
