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Abstract(s)
Reentering the Earth’s atmosphere is one of the most difficult phases of any spaceship’s mission. During reentry, following an optimal trajectory in terms of minimal heating rate, dynamic pressure, and maximum deceleration is vital to the mission’s success. This dissertation proposes a novel design for a controller based on H8 control methods, with the goal of
achieving optimal and robust control for a Reentry Lifting Vehicle.
This dissertation begins by summarizing the theory and history behind the Shuttle Space
Program, including the planning of its trajectories and descriptions of the Reentry Flight
Dynamics Model. The analysis of the obtained reference trajectory will follow and the comparison of it to a real shuttle trajectory will be made. The design and configuration of the H8
controller comes after, beginning with the linearization of the obtained system in the previous step and ending with the recalculation of vehicle state variables after its application. The
disturbance is then applied and the results of the actuation of the controller are displayed.
The H8 controller for Reentry Lifting Vehicle proves itself to be a useful application presenting satisfying and significant results in this critical phase of flight.
A reentrada na atmosfera terrestre é uma das fases mais difíceis da missão de qualquer nave espacial. Durante a reentrada, seguir uma trajectória óptima em termos de taxa mínima de aquecimento, pressão dinâmica e maáxima desaceleração é vital para o sucesso da missão. Esta dissertação propõe o design de um controlador baseado em métodos de H8, com o objectivo de alcançar um controlo óptimo e robusto para um Veículo de Reentrada na atmosfera capaz de produzir sustentação. Esta dissertação começa com um resumo da teoria e história por detrás do Programa Espacial do Vaivém, incluindo o planeamento de trajectórias e descrições do Modelo de Dinâmica de Voo de Reentrada. A análise da trajectória de referência obtida seguirseá e será feita a sua comparação com uma trajectória real do vaivém. A concepção e configuração do controlador H8 virá depois, começando com a linearização do sistema obtida no passo anterior e terminando com o recálculo das variáveis de estado do veículo após a sua aplicação. A perturbação é então aplicada e os resultados do accionamento do controlador são exibidos. O controlador H8 para Veículo de Reentrada capaz de produzir Sustentação mostrou ser uma aplicação útil apresentando resultados satisfatórios e significativos nesta fase crítica de voo.
A reentrada na atmosfera terrestre é uma das fases mais difíceis da missão de qualquer nave espacial. Durante a reentrada, seguir uma trajectória óptima em termos de taxa mínima de aquecimento, pressão dinâmica e maáxima desaceleração é vital para o sucesso da missão. Esta dissertação propõe o design de um controlador baseado em métodos de H8, com o objectivo de alcançar um controlo óptimo e robusto para um Veículo de Reentrada na atmosfera capaz de produzir sustentação. Esta dissertação começa com um resumo da teoria e história por detrás do Programa Espacial do Vaivém, incluindo o planeamento de trajectórias e descrições do Modelo de Dinâmica de Voo de Reentrada. A análise da trajectória de referência obtida seguirseá e será feita a sua comparação com uma trajectória real do vaivém. A concepção e configuração do controlador H8 virá depois, começando com a linearização do sistema obtida no passo anterior e terminando com o recálculo das variáveis de estado do veículo após a sua aplicação. A perturbação é então aplicada e os resultados do accionamento do controlador são exibidos. O controlador H8 para Veículo de Reentrada capaz de produzir Sustentação mostrou ser uma aplicação útil apresentando resultados satisfatórios e significativos nesta fase crítica de voo.
Description
Keywords
Controlo Ótimo e Robusto Método de Controlo H8 Veículo de Reentrada