Aplicación de sistemas de control para la recuperación de sistemas de lanzamiento

Lubián Arenillas, Daniel (2017). Aplicación de sistemas de control para la recuperación de sistemas de lanzamiento. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S. de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (UPM), Madrid, España.

Description

Title: Aplicación de sistemas de control para la recuperación de sistemas de lanzamiento
Author/s:
  • Lubián Arenillas, Daniel
Contributor/s:
  • Delgado Montes, Ignacio
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería Aeroespacial
Date: 5 September 2017
Subjects:
Freetext Keywords: control, lanzador, recuperación, aeroespacial, SpaceX
Faculty: E.T.S. de Ingeniería Aeronáutica y del Espacio (UPM)
Department: Matemática Aplicada a la Ingeniería Aeroespacial
Creative Commons Licenses: Recognition - Non commercial - Share

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Abstract

Se aborda el problema del aterrizaje de la primera etapa de un lanzador convencional para su recuperación total, siguiendo una aproximación semejante a la que llevan a cabo compañías del sector privado. Este problema surge de la necesidad de reducir los costes de lanzamiento, de colocación en órbita y de acceso al espacio que los vehículos lanzadores desechables traen consigo. Se construye un modelo matemático sencillo en dos grados de libertad (traslaciones horizontal y vertical) y con un sistema de control vectorial de empuje con fuertes hipótesis simplificatorias con el objetivo de poder observar la física intrínseca al problema con claridad y sentar la base para desarrollar unas leyes de guiado basadas en características de las ecuaciones encontradas. De ellas se elige como la más interesante aquella que da lugar una trayectoria recta entre dos puntos del espacio y con una disminución lineal con la altura de la velocidad. Ésta sirve de base para un sistema de control proporcional-derivativo en el espacio de los estados con asignación de polos en el segmento que une dichos dos puntos del espacio. A partir de estos segmentos se reconstruye la trayectoria completa desde el punto inicial hasta el lugar de aterrizaje, cumpliendo unas condiciones establecidas en el módulo y la dirección de la velocidad. Finalmente, se desarrollan simuladores con tecnologías libres para probar cualitativa y cuantitativamente las actuaciones del sistema de control en el segmento, con resultados satisfactorios, y para estudiar la influencia del estado inicial del vehículo en la efectividad del algoritmo de reconstrucción de la trayectoria basado en puntos de paso adaptativos para lograr el aterrizaje del vehículo sobre el lugar y con las condiciones en el vector velocidad designadas, con una tasa de éxito en las primeras pruebas del 6,67%, por lo que más estudios y comprobaciones son necesarios para mejorarlo.

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Item ID: 47943
DC Identifier: http://oa.upm.es/47943/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:47943
Deposited by: Daniel Lubián Arenillas
Deposited on: 04 Oct 2017 06:52
Last Modified: 04 Oct 2017 06:52
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