This thesis investigated different configurations of the attitude determination and control system (ADCS) for the MIST satellite, to find a satisfying trade-off between computational demand and estimation/pointing accuracy. A model of the satellite dynamics was developed and used in a simulation. The designed ADCS consists of a discrete extended Kalman filter (EKF) and a model predictive control (MPC) controller tunable in different ways. The filter works with a linearization of the spacecraft dynamics model which is performed about the last attitude estimate and it is also capable of estimating the residual magnetic moment of the spacecraft without any initial guess. Three different models were used with the MPC and compared: a linear-like, state-dependent model, a model linearized around a fixed equilibrium point, and a model linearized around the last attitude estimate. The simulation, developed with Simulink, served as a testbed for the different tunings. From the simulation results, the filter proved to be capable of estimating the residual magnetic moment of the satellite with satisfying accuracy. Estimation and pointing requirements were met on average with a mean absolute estimation error of 0.8 deg and a mean absolute pointing error of 3.5 deg. This performance was achieved in face of measurement and model uncertainty. / Det här examensarbetet undersökte olika konfigurationer av systemet för bestämning och styrning av orienteringen (ADCS) för MIST-satelliten för att hitta en godtagbar kompromiss mellan nödvändig beräkningskraft samt noggrannheten vid uppskattning av attityden. En modell för satellitens dynamik skapades och användes i simuleringarna. Det framtagna ADCS består av ett diskret utökat Kalmanfilter (EKF) och en ställbar avancerad reglerstrategi (MPC). Filtret arbetar med en linjärisering av rymdfarkostens dynamik kring den senaste uppskattningen av attityden. Vidare är den kapabel att uppskatta rymdfarkostens residuala dipolmoment utan några startvärden. Tre olika MPC-modeller användes och jämfördes: en linjär tillståndsberoende modell, en linjäriserad modell kring en fix jämviktspunkt samt en modell linjäriserad kring den senaste uppskattningen av attityden. Simuleringarna, utvecklade i Simulink, fungerade som en testplattform för de olika inställningarna. Resultatet från simuleringarna visade på att filtret var kapabelt att uppskatta rymdfarkostens residuala magnetiska moment med tillfredsställande noggrannhet. Krav på uppskattning av attityden och önskad attityd uppfylldes med en genomsnittlig absolut avvikelse av 0.8 respektive 3.5 grader. Denna prestanda uppnåddes trots osäkerhet i mätningar och modell.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-235968 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Raiti, Federico |
| Publisher | KTH, Rymdteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2018:367 |
Page generated in 0.0021 seconds