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Modellistica e simulazione di un sistema di configurazione satellitare a tre corpi

Informazioni tesi

  Autore: Simone Rapposelli
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1999-00
  Università: Università degli Studi dell'Aquila
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Elettronica
  Relatore: Paolo Caravani
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 171

La presente tesi si rivolge allo studio di sistemi planari multiarticolati posti in ambienti a gravità zero attuati in coppia mediante motori elettrici. In particolare ci si concentra sulla modellizzazione di due tipi di sistemi a tre corpi con differenti caratteristiche geometriche e si indaga sulla possibilità di riconfigurare tali sistemi mediante l'applicazione di coppie attuative interne. Mediante l'ausilio della geometria differenziale viene verificata l'anolomia del vincolo al quale sono sottoposti in generale i sistemi a tre corpi con conseguenze molto interessanti sulla controllabilità. Sulla base di questi risultati vengono poi applicate delle tecniche di controllo adeguate per il riorientamento e la riconfigurazione di tali sistemi e infine viene mostrato il loro funzionamento mediante simulazioni numeriche elaborate su calcolatore con l'applicativo Simulink.

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Introduzione La presente tesi tratta il problema della modellizzazione e della simulazione di sistemi rigidi articolati posti in ambienti privi di forze esterne, con particolare riferimento al caso di sistemi satellitari a tre corpi nello spazio. Pi� in dettaglio, viene considerato il problema della configurazione e dell�assetto nel caso planare. Tale ricerca pu� essere inquadrata in un settore molto pi� vasto che � quello della robotica spaziale, il quale sempre di pi� presenta interessi di rilievo in conseguenza delle crescenti esigenze dettate dall�era tecnologicamente avanzata in cui si vive: basti pensare alle svariate missioni compiute da navette spaziali e da satelliti d�esplorazione o ancor pi� ai satelliti utilizzati per osservazioni meteorologiche o per le telecomunicazioni. In particolare, con l�avvento di sistemi spaziali sempre pi� sofisticati e con compiti spesso molto complessi, il numero di componenti mobili connesse a tali apparecchi, quali ad esempio antenne, pannelli solari e manipolatori � andato sempre pi� crescendo, complicandone di molto la struttura dinamica. Esempi noti sono lo Shuttle Remote Manipulator System (SRMS), manipolatore montato sullo Shuttle utilizzato tra l�altro per l�assemblaggio della Stazione Spaziale Orbitante ISS, la Stazione Spaziale stessa, l�ETS-VII costituito da un satellite con un braccio meccanico su di esso montato e il telescopio orbitante Hubble. � quindi evidente che, ad esempio, un�operazione di spostamento da parte di un braccio meccanico su una navicella, a differenza di quello che potrebbe accadere sulla Terra, comporterebbe una variazione d�assetto della base dell�intero sistema a causa degli accoppiamenti dinamici che si vengono ad avere tra le varie componenti interconnesse. Nasce perci� l�esigenza di studiare a fondo il comportamento dinamico di tali sistemi, nonch� di cercare di valutare le caratteristiche che meglio permettano di costruire leggi di controllo adeguate.

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Parole chiave

anolonomia
configurazione satellitare
modellistica
olonomia
sistemi planari multiarticolati

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