Comparación de estrategias de control para mitigar problemas de baja velocidad en ruedas de reacción para CubeSats

• Autor: Mayta Pumacota, Erick Paul
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad Católica San Pablo
• Repositorio: UCSP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.ucsp.edu.pe:20.500.12590/18574
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12590/18574
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Control adaptativo; Control adaptativo por modelo de referencia; Nanosatélite; CubeSat; Rueda de reacción; Sistema de Control; Determinación de orientación; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.02.03

Este trabajo propone el uso del Control Adaptativo por Modelo de Referencia (MRAC) para mitigar los problemas de fricción a bajas velocidades en las ruedas de reacción, que son cruciales para garantizar la orientación precisa y la estabilidad en el apuntado de los CubeSat durante sus misiones. Dadas las limitaciones de volumen, masa y potencia en las plataformas de satélites pequeños, el control de actitud eficaz es primordial. Este estudio presenta un enfoque novedoso al aplicar el MRAC para mejorar el rendimiento de las ruedas de reacción en aplicaciones espaciales. La investigación implica un análisis comparativo de tres estrategias de control: dos enfoques MRAC y un controlador PID clásico, todos ellos utilizando retroalimentación de velocidad. Las estrategias MRAC incluyen un MRAC de parámetros PID y un MRAC de dos parámetros. Estos controladores están diseñados para gestionar las no linealidades e incertidumbres asociadas con el funcionamiento de las ruedas de reacción, en particular a bajas velocidades, donde los efectos de la fricción son prominentes. La validación se llevó a cabo utilizando un motor BLDC Nidec con un volante como dispositivo de prueba, centrándose en las mediciones de error acumulativo en el seguimiento de las velocidades de referencia. Los resultados demuestran que el MRAC con parámetros PID supera tanto al controlador PID clásico como al MRAC de dos parámetros al proporcionar una compensación de fricción superior y lograr el menor error acumulativo. Este enfoque adaptativo también mejora significativamente el rendimiento del seguimiento de la velocidad, lo que resalta la eficacia general del MRAC para abordar problemas de fricción a baja velocidad y gestionar las no linealidades en las ruedas de reacción