This paper considers the control problem for an articulated robot arm, which is classified anthropomorphic manipulator (RRR) and it consists of three rotary joints with three degrees of freedom. This kind of manipulator provides large freedom of movement in a compact space and it is widely used in many fields. The technique used here to control the manipulator will be a variable structure model adaptive control, which makes use of the inversion of systems to decouple each joint and control them individually. Simulation results will be presents. Resumo: Este trabalho irá abordar o controle de um braço robótico articulado (manipulador), o qualé classificado na literatura como Antropomórfico (RRR) e consiste de três juntas de revolução, três graus de liberdade e movimentação espacial. Este tipo de manipulador possui uma grande liberdade de movimento em um espaço restrito e possui inúmeras aplicações. A técnica utilizada para controlar o manipulador será uma técnica de controle adaptativo por modelo de referência e estrutura variável, que faz uso da inversão de sistemas para desacoplar e controlar cada junta individualmente. Resultados de simulação serão apresentados para comprovar o funcionamento do controlador.
This paper presents a less complex alternative to the Extended Kalman Filter (EKF), with an implementation of the Luenberger state observer for nonlinear systems, aiming the attitude and angular rate estimation of CubeSats. The parameterization of the rotation by quaternions is adopted, with the simulation of the system considering the measured attitude in the presence of white noise and constant disturbance. Resumo: Este trabalho apresenta uma alternativa de menor complexidade ao Filtro de Kalman Estendido (EKF), com uma implementação do observador de estado de Luenberger para sistemas não lineares, visando a estimação de atitude e velocidade angular de CubeSats. Adota-se a parametrização da rotação por quatérnios, com a simulação do sistema considerando a atitude medida em meioà presença de ruído branco e perturbação constante.
Interest in the CubeSat class of nanosatellites has surged in recent years. In Brazil, some projects based on CubeSat class have been developed, and one of these projects in development is the Nanosatellite Constellation for Environmental Data Collection (CONASAT), which is developed by the INPE/CRN and UFRN. The main objective of this work is to modify the attitude control law of the nanosatellites (that uses magnetorquers as the only active torque source) to reduces the power consumption during the stabilization process. In this work is proposed adding a nonlinear function to compensate for the coupling effects that exists in the traditional attitude control. Some simulation results are shown to exhibit the performance of the proposed controller. Resumo: O interesse na classe CubeSat de nanossatélites aumentou nosúltimos anos. No Brasil, alguns projetos com base na plataforma de CubeSat têm surgido, e dentre eles está o projeto CONASAT, o qualé desenvolvido pelo INPE/CRN e UFRN, que tem o objetivo de desenvolver uma constelação de nanossatélites para coleta de dados ambientais. Este trabalho apresenta alterações no controle de atitude do nanossatélite (atuado através de bobinas magnéticas) que está sendo desenvolvido no projeto CONASAT, com o objetivo de reduzir o consumo de energia utilizado na estabilização do satélite emórbita. Para isto, será adicionadaà lei de controle tradicional (PD), uma correção não linear visando compensar os efeitos dos acoplamentos existentes ao se acionar as bobinas magnéticas do nanossatélite. Resultados de simulação são apresentados para comprovar o funcionamento da técnica proposta.
The creation of the nanosatellite standard called Cubesat caused an increase in the number of missions based on small satellites. One of the problems faced during the development of projects with Cubesats is related to the effects caused by the radiation on the electronic components of the satellite. This requires the development of on-board control software to detect and correct errors in orbit so that the mission is not compromised. In this context, this article presents the on-board control system that has been developed for the CONASAT project's Cubesats, a partnership between the Northeast Regional Center (CRN) of the National Institute of Space Research (INPE) and the Federal University of Rio Grande do Norte (UFRN). In addition, some tests and results are also presented, as well as some final considerations. Resumo: A criação do padrão de nanossatélites chamado Cubesat fez com que ocorresse um aumento no número de missões baseadas em pequenos satélites. Um dos problemas enfrentados durante o desenvolvimento de projetos com Cubesats está relacionado com os efeitos causados pela radiação sobre os componentes eletrônicos do satélite. Isso faz com que seja necessário o desenvolvimento de um software de controle de bordo capaz de detectar e corrigir erros eḿ orbita, de modo que não haja um comprometimento da missão. Diante desse contexto, este artigo apresenta o sistema de controle de bordo que tem sido desenvolvido para os Cubesats do projeto CONASAT, uma parceria entre o Centro Regional do Nordeste (CRN) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e a Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Além disso, alguns testes e resultados também são apresentados, bem como, algumas considerações finais.
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