3-axis stabilization of a satellite using magnetic actuators only

Several satellites produced by Thales Alenia Space, a French-Italian company, presents some faulty reaction wheels, unable to perform the 3-axis attitude stabilization of the satellite. The object of this work is to determine whether a 3-axis magnetic attitude control fulfilling the pointing requirements could be implemented, using only the magnetic-actuators present on-board, and which type of control would be more appropriate to pursue these objectives. The literature on magnetic attitude control will orient toward two main type of control, Model Predictive Control and Periodic Optimal Control, and the implementation of these two control laws will be described in this thesis. Both will then be tested on simulators, to determine which is more suitable for a future development and implementation on the defective satellites. Finally, a comparison of the two implemented controllers will be presented, enlightening a clear advantage for the Periodic Optimal Control.

Alcuni satelliti prodotti da Thales Alenia Space, un azienda franco-italiana, presentanno ruote di reazione diffetosi, non in grado di controllare l'assetto del satellito. L'obiettivo di questo lavoro è di stabilire se è possibile controllare l'assetto del satellito uttilizzando solo gli attuatori magnetici a bordo del satellito, soddisfando le esigenze di puntamento, e quale tipo di controllo sarebbe più adatto per questi obiettivi. La letteratura sul controllo magnetico del' assetto ci orienterà verso due tipi di controllo, il Controllo Predittivo e il Controllo Ottimo Periodico, e la realizzazione di questi due legge di controllo saranno descritta. Saranno poi assoggettate a prove su simulatori per determinare quale legge di controllo è piu adeguata per essere sviluppata e programmata su i diffetosi satelliti. Ultimamente, uno confroto tra i due legge di controllo sarà presentata, mostrando uno vantaggio chiaro per il Controllo Ottimo Periodico.