Controle Não-Linear de um Pêndulo com Roda de Reação

João Francisco Silva Trentin¹; Gustavo Luis Chagas Manhães de Abreu¹; Samuel da Silva¹

¹ UNESP - Univ Estadual Paulista

doi:10.20906/CPS/CON-2016-0246

Resumo

O controle de orientação usando como atuadores rodas de reação é uma das formas mais populares para estabilizar e rejeitar perturbações externas em dispositivos aeroespaciais. A partir da mudança controlada da taxa de variação do momento angular, usando por exemplo uma roda de reação, é possível controlar a taxa de oscilação e direção de corpos rígidos no espaço. Este artigo mostra a modelagem completa de um pêndulo rígido com uma roda de reação para estudar controle e efeitos nocivos que estes podem ter com relação a saturação dos atuadores. Observa-se também que o sistema pode apresentar regimes de movimentos regulares e caóticos de operação que podem facilitar ou dificultar o controle. O objetivo do artigo é comparar duas abordagens de controle de posição com o uso de modelos linearizados e não-lineares empregando controle PID e um método de controle não linear por linearização parcial da relação entrada-saída. Testes são feitos com várias condições e níveis de perturbações visando analisar o desempenho, limites de saturação e efetividade de prática de cada implementação.

Palavras-chave: Controle de Orientação; Rodas de Reação; Dinâmica Não-Linear