At give deltagerne en forståelse for regulering af rumfartøjer, deres dynamik, bestemmelse af retning i verdensrummet, og mulighed for påvirkning af et rumfartøjs bevægelse med forskellige typer af aktuatorer. Efter gennemført kursus vil deltagerne være i stand til selvstændigt at vurdere og dimensionere enkle typer af retningsstyring af en satellit og kunne deltage i indledende reguleringstekniske undersøgelser i forbindelse med nye rumfartsprojekter. Heri indgår at deltagerne har overblik over en satellits operationelle faser, regulerings- og styringsopgaver, grundlæggende kinematik og dynamik for et rumfartøj i omløb omkring Jorden, samt at man behersker konventionelle metoder for stabilisering og retningsstyring.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Beskrive et rumfartøjs bane og de parametre der fastlægger banen
Beskrive et rumfartøjs bevægelse med hensyn til rotation
Simulere et rumfartøjs bevægelse i 3 og 6 frihedsgrader
Forklare virkningen af microgravitation på et rumfartøj i en bane om jorden
Forklare virkningen af jordens magnetfelt og luftmodstand på et rumfartøj
Forklare virkemåden af momenthjul, magnespoler og gas jets som aktuatorer
Opstille dynamiske ligninger for et rumfartøjs bevægelse hvor rotationer beskrives med Euler vinkler eller quaternioner
Analysere stabilitet af et rumfartøjs bevægelser
Dimensionere feedback regulator der vil give et stabililt system
Dimensionere en regulator der kan udføre vinkel manøvrer med et rumfartøj, herunder at et instrument i rumfartøjet følger et givet objekt på jorden eller i rummet
Simulere et rumfartøjs kontrolsystem med Simulink (R)
Kursusindhold:
Følgende emner dækkes i kurset: Geometri og koordinater for et rumfartøj. Baner i rummet, deres egenskaber og terminologi. En model af Jordens magnetiske felt introduceres. Hardware, dvs. sensorer og aktuatorer til brug for retnings-bestemmelse og -styring gennemgås. Den centrale del af kurset omhandler retningsdynamik og regulering, stabilisering og styring af manøvrer i rummet. Kursets øvelser er baseret på Matlab simulering design/implementering af modeller af en satellit i omløb om Jorden, dens retningsbestemmelse og retningsstyring. Øvelserne er tilrettelagt så de udføres gruppevis således at gruppernes samlede arbejde kommer til at udgøre en helhed, som tilsammen udgør satellitten og dens styring.
Litteratur:
Marcel J. Sidi: Spacecraft Dynamics and Control. Cambridge University Press, 1997
Bemærkninger:
Som undervisningsmateriale anvendes bogen (paperback udgave): "M. Sidi: Spacecraft Attitude Control, 1997" Ved overtegning prioriteres Elektrokandidat-studerende, og blandt disse gives første prioritet til de, der har bestået 31310.
