Estimateur d’Attitude Globale pour un Satellite Agile / ROUBACHE Rima 

Public ISBD Titre : Estimateur d’Attitude Globale pour un Satellite Agile Type de document : document électronique Auteurs : ROUBACHE Rima, Auteur Année de publication : 24-06-2014 Importance : 128 p. Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : Physique:Modélisation et simulation Mots-clés : Satellite Agile, Estimation, Attitude, Excentricité, Couples perturbateurs, Dynamique, Cinématique, Filtre de Kalman, Micro-vibrations. Résumé : Le sujet de cette thèse porte sur l’utilisation du filtre de Kalman étendu version quaternion pour l’estimation d’attitude dans le cas de la présence de l’excentricité d’orbite, qui affecte considérablement les satellites agiles. L’objectif de ce travail est de déterminer l’attitude d’un satellite avec un estimateur du genre de filtre de Kalman étendu (EKF), et plus spécifiquement, EKF 7-Etat et 6-Etat. Le sous-système de contrôle d’attitude et d’orbite est important pour le contrôle de l'orientation d'un satellite. Sans estimation fiable d'attitude, des objectifs de mission peuvent être sévèrement compromis. Les méthodes d'estimation sont nécessaires pour déterminer l'attitude actuelle. Un filtre de kalman à base de quaternion et un modèle non linéaire en excentricité ont été développés et mis en application pour la comparaison avec les résultats de test (données orbitale). En raison de la présence de termes périodiques dans le couple de gradient de gravité, l'excentricité de l'orbite peut produire des perturbations sur les axes de roulis, lacet et de tangage. Cette thèse est consacrée à l'étude de l'influence d'excentricité d'orbite sur les performances de pointage du sous système de contrôle d'attitude et d'orbite (SCAO) pour les satellites à basse altitude, stabilisés par un mât de gradient de gravité ou pour ceux ayant de longs appendices (satellites muni des panneaux solaires, longue structures linéaires, etc.) et ceci avant et après l'opération de désorbitation. Les travaux présentés dans cette thèse, peuvent être divisés en trois parties : • La première partie consiste à une comparaison entre les performances du filtre de kalman étendu de 6- état et 7-état afin de choisir le filtre optimal qui répond bien aux exigences du spatial. • La deuxième partie est concernée par le développement de la dynamique et cinématique d’attitude d’un satellite muni des appendices dans le cas d’une orbite elliptique. • La troisième partie de la thèse inclue un nouveau modèle de filtre de kalman étendu à base de quaternion à six -état. Les résultats obtenus montrent que les deux filtres 7 et de 6 -états répondent aux exigences de détermination d'attitude d'Alsat-1 avec succès avec peu de différence dans la précision réalisée. Cependant, le filtre de 6-état utilise moins de traitement sur l'ordinateur de bord. En ce basant sur ce résultat, le filtre 6-state est un choix plus logique pour le satellite Alsat-1. Les analyses effectuées dans cette thèse sont de nature multiple, il s'agit de prendre en considération l'excentricité de l'orbite dans divers modèles d'équations afin de déterminer l'influence de cette perturbation sur la convergence et la stabilité du filtre. Il s’agit aussi de dégager des orientations pratiques et de fournir les meilleurs scénarios dans lesquels les opérateurs des satellites à basse altitude dotés d'une longue structure linéaire peuvent garder leur fonctionnement nominal. Les différentes simulations effectuées dans cette thèse sont basées sur les données réelles des satellites tels que le satellite Alsat-1, Les résultats obtenus dans cette thèse montrent que l'excentricité de l'orbite a une grande influence sur la précision du système de pointage provoquant, ainsi des micro-vibrations qui affectent le pointage géocentrique en particulier après la phase de désorbitation. Dans cette situation les satellites n'ont aucune option de correction orbitale, c'est-à-dire le satellite ne possède plus de propergols. Le filtre de Kalman étendu développé dans cette thèse version Quaternion a présenté d’excellents résultats pour des valeurs d'excentricité inférieure à 0.4. Cependant des singularités ont été observées pour des excentricités au delà de cette valeur. Directeur de thèse : BENYETTOU Mohamed Estimateur d’Attitude Globale pour un Satellite Agile [document électronique] / ROUBACHE Rima, Auteur . - 24-06-2014 . - 128 p. + CD. Langues : Français (fre) Catégories : Physique:Modélisation et simulation Mots-clés : Satellite Agile, Estimation, Attitude, Excentricité, Couples perturbateurs, Dynamique, Cinématique, Filtre de Kalman, Micro-vibrations. Résumé : Le sujet de cette thèse porte sur l’utilisation du filtre de Kalman étendu version quaternion pour l’estimation d’attitude dans le cas de la présence de l’excentricité d’orbite, qui affecte considérablement les satellites agiles. L’objectif de ce travail est de déterminer l’attitude d’un satellite avec un estimateur du genre de filtre de Kalman étendu (EKF), et plus spécifiquement, EKF 7-Etat et 6-Etat. Le sous-système de contrôle d’attitude et d’orbite est important pour le contrôle de l'orientation d'un satellite. Sans estimation fiable d'attitude, des objectifs de mission peuvent être sévèrement compromis. Les méthodes d'estimation sont nécessaires pour déterminer l'attitude actuelle. Un filtre de kalman à base de quaternion et un modèle non linéaire en excentricité ont été développés et mis en application pour la comparaison avec les résultats de test (données orbitale). En raison de la présence de termes périodiques dans le couple de gradient de gravité, l'excentricité de l'orbite peut produire des perturbations sur les axes de roulis, lacet et de tangage. Cette thèse est consacrée à l'étude de l'influence d'excentricité d'orbite sur les performances de pointage du sous système de contrôle d'attitude et d'orbite (SCAO) pour les satellites à basse altitude, stabilisés par un mât de gradient de gravité ou pour ceux ayant de longs appendices (satellites muni des panneaux solaires, longue structures linéaires, etc.) et ceci avant et après l'opération de désorbitation. Les travaux présentés dans cette thèse, peuvent être divisés en trois parties : • La première partie consiste à une comparaison entre les performances du filtre de kalman étendu de 6- état et 7-état afin de choisir le filtre optimal qui répond bien aux exigences du spatial. • La deuxième partie est concernée par le développement de la dynamique et cinématique d’attitude d’un satellite muni des appendices dans le cas d’une orbite elliptique. • La troisième partie de la thèse inclue un nouveau modèle de filtre de kalman étendu à base de quaternion à six -état. Les résultats obtenus montrent que les deux filtres 7 et de 6 -états répondent aux exigences de détermination d'attitude d'Alsat-1 avec succès avec peu de différence dans la précision réalisée. Cependant, le filtre de 6-état utilise moins de traitement sur l'ordinateur de bord. En ce basant sur ce résultat, le filtre 6-state est un choix plus logique pour le satellite Alsat-1. Les analyses effectuées dans cette thèse sont de nature multiple, il s'agit de prendre en considération l'excentricité de l'orbite dans divers modèles d'équations afin de déterminer l'influence de cette perturbation sur la convergence et la stabilité du filtre. Il s’agit aussi de dégager des orientations pratiques et de fournir les meilleurs scénarios dans lesquels les opérateurs des satellites à basse altitude dotés d'une longue structure linéaire peuvent garder leur fonctionnement nominal. Les différentes simulations effectuées dans cette thèse sont basées sur les données réelles des satellites tels que le satellite Alsat-1, Les résultats obtenus dans cette thèse montrent que l'excentricité de l'orbite a une grande influence sur la précision du système de pointage provoquant, ainsi des micro-vibrations qui affectent le pointage géocentrique en particulier après la phase de désorbitation. Dans cette situation les satellites n'ont aucune option de correction orbitale, c'est-à-dire le satellite ne possède plus de propergols. Le filtre de Kalman étendu développé dans cette thèse version Quaternion a présenté d’excellents résultats pour des valeurs d'excentricité inférieure à 0.4. Cependant des singularités ont été observées pour des excentricités au delà de cette valeur. Directeur de thèse : BENYETTOU Mohamed

Exemplaires

Code-barres	Cote	Support	Localisation	Section	Disponibilité
8667	02-05-743	Version numérique et papier	Bibliothèque USTOMB	Thèse de Doctorat	Exclu du prêt

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