Desarrollo de un regulador inteligente aplicado a una plataforma de emulación de nanosatélites

Abstract

Los nanosatélites son dispositivos utilizados para la investigación y monitoreo de zonas terrestres, su tamaño y bajo costo, en comparación con sus contrapartes de tamaño regular, los vuelve accesibles para centros de investigación e instituciones educativas. Una parte fundamental de un nanosatélite es el sistema de regulación de orientación, que permite contrarrestar cambios no deseados en su posición con respecto a una referencia. Un problema presente en las tecnologías espaciales es la dificultad de realizar pruebas sobre dispositivos desplegados en órbita. En este trabajo de tesis se presenta el desarrollo de una plataforma que permite emular la dinámica de un nanosatélite en estado estacionario, por medio de cojinete neumático de bajo costo, que utiliza 3 ruedas de reacción como actuadores, una computadora reducida como computadora de vuelo y una unidad de medición inercial para obtener los valores de aceleración, fuerza gravitatoria y la orientación del campo magnético de la tierra, a partir de los cuales es posible determinar la orientación del dispositivo en un entorno de tres dimensiones. La regulación de orientación del emulador se realiza por medio de lógica difusa; para esta finalidad, se realiza una comparación de controladores Mamdani de una entrada y una salida en contraste con controladores de múltiples entradas y una salida, obteniendo como resultados que los controladores difusos de tipo MISO que utilizan funciones trapezoidales permiten regular la posición de la plataforma ante perturbaciones en un menor tiempo de establecimiento y con un menor error RMS en comparación con controladores MISO que utilizan funciones gaussianas.