Station keeping di satelliti geostazionari mediante controllo ottimo non lineare

A geostationary satellite is subject to disturbances of various kinds, which tend to move the vehicle from its nominal position. To overcome this problem it's necessary to schedule periodic station keeping maneuvers. Motivated by a more stringent requirements on position and by the research of higher performance control strategies, we applied the theory of optimal control ASRE (Approximating Sequence of Ric- cati Equations), here an electrical low-thrust propulsion system is considered. The implementation requires, through a process of factorization, to write the nonlinear equations of motion in a space-state representation with linear structure but with state-dependent coefficients matrix. The dynamic model in spherical coordinates is well suited for this purpose. A detailed simulation of the spacecrft's operating enviroment incorporating the maneuver strategy is used to verify the feasibility of the algorithm and asses the cost of station-keeping in terms of delta V .

L'e ettiva stazionarietà dei satelliti in orbita geostazionaria in fase operativa è compromessa dall'azione dei disturbi, di varia natura, che tendono ad allontanare il satellite dalla sua posizione nominale. Per ovviare a questo problema si rende necessario piani cazione delle manovre di riposizionamento periodiche (station keeping). Motivati da un sempre più stringenti requisiti di tolleranza sulla posizione e dalla ricerca di strategie di controllo più performanti, si è applicata la teoria del controllo ottimo ASRE (Approximating Sequence of Riccati Equations) al problema in esame, ipotizzando un sistema propulsivo a bassa spinta di tipo elettrico. L'implementazione del metodo ha richiesto, attraverso un processo di fattorizzazione, la scrittura delle equazioni non lineari del moto in una rappresentazione agli stati a struttura pseudo-lineare con matrici del sistema non costanti ma dipendenti dello stato. Il modello dinamico in coordinate sferiche si è ben prestato a questo scopo. Una dettagliata simulazione del moto del satellite nel suo ambiente operativo con l'applicazione della strategia di controllo elaborata, ha permesso di veri care l'ef- cacia del metodo e valutare il costo del processo di station keeping in termini di deltaV .