Dieser Kurs ist Teil der Spezialisierung Spezialisierung Advanced Spacecraft Dynamics and Control

Hanspeter Schaub

von

Spezialisierung Advanced Spacecraft Dynamics and ControlUniversity of Colorado Boulder

Über diesen Kurs

This capstone course is the 3rd and final course of the specialization Advanced Spacecraft Dynamics and Control. It assumes you have completed the prior courses on "Attitude Control with Momentum Exchange Devices" and "Analytical Mechanics for Spacecraft Dynamics".  This project course investigates the dynamics of a complex spacecraft system where there is a rigid hub onto which a hinged panel is attached.  This simulates a spacecraft with a time varying geometry.
First, the three-dimensional kinematics of this system are explored.  Analytical relationships of the body and panel position and velocity states are derived, and the center of mass properties of this system are explored.

Next, a simplified system is used to use Lagrange's equations of motion to predict the dynamical response.  With these differential equations we are then able to apply attitude control torques and investigate the rotational response if the spacecraft hub has a spring-hinged panel attached.  Two open-loop control torque solutions are investigated.  The classical minimum time bang-bang control solution is applied first, illustrating how such a control can yield unwanted panel oscillations.  Finally, a filtered version of the bang-bang control is applied to illustrated how the panel oscillations can be significantly reduced at the cost of a slightly longer nominal maneuver time.

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Spezialisierung Advanced Spacecraft Dynamics and Control

Stufe „Fortgeschritten“

rigid body kinematics and kinetics, analytical mechanics, control theory

Ca. 16 Stunden zum Abschließen

Englisch

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Was Sie lernen werden

How to create and validate a simulation of a spacecraft with a hinged panel.
Investigate spacecraft dynamics with a time varying geometry.

Kompetenzen, die Sie erwerben

input shaped attitude control
time varying geometry
spacecraft simulation
center of mass properties

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Dozent

Hanspeter Schaub

Glenn L. Murphy Chair in Engineering, Professor

Department of Aerospace Engineering Sciences

28.331 Lernende

7 Kurse

von

University of Colorado Boulder

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Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden

Woche

Woche 1

4 Minuten zum Abschließen

Introduction to the Capstone Project

4 Minuten zum Abschließen

1 Video (Gesamt 4 min)

Woche

Woche 2

5 Stunden zum Abschließen

3D Spacecraft Hub-Panel System

5 Stunden zum Abschließen

1 Lektüre

Woche

Woche 3

11 Stunden zum Abschließen

Planar Rotation Control using Bang-Bang and Filtered Control Solutions

In this module we develop the differential equations of motion of the hub-panel spacecraft system that is constrained to rotate about a single axis. Two different open-loop torque solutions are applied to reorient the spacecraft from rest to a new stationary attitude. The impact of filtering a classical bang-bang control solution is investigated by apply a first-order low-pass filter to the control input.

11 Stunden zum Abschließen

1 Lektüre

Über den Spezialisierung Advanced Spacecraft Dynamics and Control

This Specialization on advanced spacecraft dynamcis and control is intended for experienced spacecraft dynamics and GNC engineers and researchers. It is assumed the viewer has completed the prior spacecraft dynamics specialization already. Through 3 courses we cover the topics of momentum-based attitude dynamics and control, we derive analytical methods to model complex spacecraft systems, and finally conclude with a captstone project course. After this course you will be prepared to model the dynamics of spacecraft systems with time varying components (reacton wheels, CMS, deployable panels, etc.).

Häufig gestellte Fragen

Wann erhalte ich Zugang zu den Vorträgen und Aufgaben?
Der Zugang zu Vorlesungen und Aufgaben hängt von der Art Ihrer Anmeldung ab. Wenn Sie einen Kurs im Gastmodus belegen, können Sie die meisten Kursmaterialien kostenlos einsehen. Um auf benotete Aufgaben zuzugreifen und ein Zertifikat zu erhalten, müssen Sie während oder nach Ihrer Gastphase das Zertifikat erwerben. Wenn Sie die Gastoption nicht sehen:
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Ist finanzielle Unterstützung möglich?
Ja. Für ausgewählte Lernprogramme können Sie finanzielle Unterstützung oder ein Stipendium beantragen, wenn Sie sich die Anmeldegebühr nicht leisten können. Wenn für das von Ihnen gewählte Lernprogramm finanzielle Unterstützung oder ein Stipendium verfügbar ist, wird auf der Beschreibungsseite ein Link zu einem solchen Antrag angezeigt.

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Advanced Capstone Spacecraft Dynamics and Control Project

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