Sistema de evaluación de microthrusters para nanosatélites con determinación de actitud
El presente Trabajo Fin de Máster aborda el diseño, desarrollo e implementación de un sistema experimental para la evaluación del rendimiento de micropropulsores en nanosatélites tipo CubeSat, con especial énfasis en la determinación y control de actitud. El objetivo principal del proyecto es crear...
| Author: | |
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| Format: | master thesis |
| Publication Date: | 2025 |
| Country: | España |
| Institution: | Universidad de Sevilla (US) |
| Repository: | idUS. Depósito de Investigación de la Universidad de Sevilla |
| OAI Identifier: | oai:idus.us.es:11441/181004 |
| Online Access: | https://hdl.handle.net/11441/181004 |
| Access Level: | Open access |
| Keyword: | Microthrusters Nanosatélites Actitud Micropulsión |
| Summary: | El presente Trabajo Fin de Máster aborda el diseño, desarrollo e implementación de un sistema experimental para la evaluación del rendimiento de micropropulsores en nanosatélites tipo CubeSat, con especial énfasis en la determinación y control de actitud. El objetivo principal del proyecto es crear una plataforma capaz de medir el impulso angular generado por un sistema de micropropulsión, permitiendo así analizar su influencia sobre la dinámica rotacional del satélite. Para ello, se ha desarrollado un modelo funcional de CubeSat, constituido por una estructura impresa en PLA y un conjunto de subsistemas electrónicos integrados, entre los que destacan una unidad de control Arduino UNO R4 WiFi, una unidad inercial ICM-20948 (IMU) y una placa de micropropulsores. La comunicación entre el CubeSat y el entorno de procesamiento se establece mediante una conexión WiFi TCP/IP, que permite transmitir en tiempo real los datos registrados por la IMU hacia MATLAB. En el entorno MATLAB se ha implementado un sistema de filtrado y análisis de las señales inerciales, basado en el filtro de Kalman, con el fin de eliminar el ruido de medición y compensar el sesgo del giróscopo. A partir de la señal filtrada de velocidad angular, se calcula el momento angular y el impulso angular asociados a cada ensayo, permitiendo caracterizar la respuesta del sistema ante diferentes condiciones de excitación. Finalmente, se ha diseñado una estructura de suspensión de un eje que permite realizar los ensayos experimentales en condiciones de baja fricción, simulando parcialmente el comportamiento del CubeSat en microgravedad. Los resultados obtenidos demuestran la validez del sistema propuesto para la caracterización dinámica y validación experimental de tecnologías de micropropulsión aplicadas a nanosatélites, constituyendo una herramienta versátil y de bajo coste para futuras investigaciones en el ámbito de los sistemas de control de actitud. |
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