Guerman, AnnaAraújo, João Filipe FortunaPontes, Hugo Brandão2023-01-182023-01-182021-01-222020-11-27http://hdl.handle.net/10400.6/12671One of the main challenges with Cubesats’ ADCSs (Attitude Determination and Control Subsystems) is how heavy and power consuming the most precise systems are. This means that developing lighter, less consuming ones is of the greatest importance. 3­AMADEUS is a mission that aims to find a solution to this exact problem. Magnetic ADCS components are among the lightest, least power consuming and most reliable options in the CubeSat industry. However, due to their low precision, this kind of component can’t be used by themselves in missions that require precise attitude control. One of the ways to improve the precision of this kind of component is to use novel ADCS algorithms that maximize system performance for magnetic ADCSs. That is why 3­AMADEUS has the purpose of, not only developing, but also testing multiple of these algorithms in­flight, with hopes that one day the implementation of purely magnetic ADCSs can be generalized in nanosatellites. In order to possibilitate an analysis of what algorithms are to be implemented in the 3­AMADEUS mission, this work presents a satellite attitude model that allows for a SIL (Software In the Loop) simulation. Furthermore, a HIL (Hardware In the Loop) simulation is made, aiming at validating the usage of an FPGA (Field Programmable Gate Array) for the implementation of this kind of algorithm, since the usage of FPGAs in CubeSats has been rising significantly, and is particularly interesting in a project where reprogrammability is useful. Having that in mind, since the algorithms for this mission are still under development, a purely magnetic ADCS algorithm that has been developed in another context is then tested in a SIL environment, where its performance in terms of accuracy and stabilization, as well as its suitability for the 3­AMADEUS mission, is analyzed under different conditions. Finally, one of these tests is performed but this time in a HIL Simulation, not considering attitude determination. The results of this simulation are compared to those obtained in the SIL test, providing relevant data on the feasibility and performance of a real life ADCS algorithm implementation in an FPGA.Um dos grandes entraves dos ADCSs (Attitude Determination and Control Subsystems) de CubeSats é o elevado peso e o alto consumo dos seus componentes de maior precisão, o que significa que desenvolver opções mais leves e de menor consumo é de extrema importância. A 3­AMADEUS é uma missão que visa a encontrar uma solução para este mesmo problema. Componentes de ADCS magnéticos estão entre as opções mais leves, de menor consumo energético e mais fíaveis na indústria dos CubeSats. No entanto, devido à sua baixa precisão, estes não podem ser utilizados por si só em missões cujos requisitos de precisão de controlo de atitude sejam elevados. Uma das formas de aumentar a precisão deste tipo de componentes é o uso de novos algoritmos que maximizem o desempenho de ADCSs magnéticos, que é a razão pela qual a 3­AMADEUS tem o propósito de desenvolver e testar, em voo, vários destes algoritmos, com a esperança de que um dia a implementação de ADCSs exclusivamente magnéticos seja generalizada em CubeSats. Para que seja possível analisar quais algoritmos devem ser implementados na missão 3­AMADEUS, este trabalho apresenta um modelo de atitude de um satélite que permite uma simulação SIL (Software In the Loop). Para além disso, é também feita uma simulação HIL (Hardware In the Loop) que procura validar o uso de um FPGA (Field Programmable Gate Array) para a implementação deste tipo de algoritmo, já que o uso de FPGAs em CubeSats tem tido um crescimento significativo, e é particularmente interessante num projeto onde a reprogramabilidade é uma característica útil. Tendo isto em conta, como os algoritmos para esta missão ainda estão em desenvolvimento, um algoritmo puramente magnético desenvolvido noutro contexto é então testado num ambiente SIL, no qual o seu desempenho em termos de precisão e estabilização, assim como a sua viabilidade para a missão 3­AMADEUS, são analisados sob diferentes condições. Por fim, um destes testes é realizado num ambiente de simulação HIL. Os resultados desta simulação, que não têm em conta a determinação da atitude, são comparados com os obtidos no teste em ambiente SIL, fornecendo dados relevantes sobre a viabilidade e desempenho de uma implementação de um algoritmo de ADCS num FPGA na realidade.engAttitude Determination and Control SubsystemCubesatField Programmable Gate ArrayHardware in the LoopMagnetorquerOn­Board Attitude Control AlgorithmSatellite Attitude Dynamics ModelSoftware in the LoopSpacecraft Attitude ControlSpacecraft Attitude Simulationmaster thesis203175182