Commande boucle fermée multivariable pour le vol en ... - ISAE

128 4. MÉTHODOLOGIE POUR LE PILOTAGE RELATIF EN TRANSLATIONCe chapitre est dédié à la synthèse de correcteurs pour contrôler le mouvement relatif de translationen orbite terrestre dans le cas d’une formation bi-satellite. La modélisation de la dynamiquetranslationnelle a déjà été décrite dans le Chapitre 2.Nous mentionnerons d’abord les principales approches suivies dans la littérature. Puis, nousprésenterons la problématique et les objectifs concernant le contrôle du mouvement relatif. La dynamiqueen orbite terrestre elliptique est analysée et un modèle utilisant la représentation linéairefractionnaire est conçu. Ce modèle est ensuite utilisé pour synthétiser, grâce à une technique decommande modale, des correcteurs statiques séquencés qui seront sous forme linéaire fractionnaireégalement. Finalement, nous présenterons une approche plus classique ayant recours à la commandeH 2 pour synthétiser des correcteurs séquencés par interpolation.4.1 Revue bibliographiqueLa littérature sur le contrôle en translation du vol en formation de satellites est abondante. Pourcette raison, nous sommes obligés de nous restreindre à donner un aperçu des principales pistes suivies.4.1.1 Nouveaux actionneursIl existe un certain nombre de nouvelles idées concernant l’actuation des éléments d’une formation.La voile solaire, par exemple, comme le décrivent Lardière et al. [95], est une idée empruntée existantégalement dans des missions mono-satellite.En revanche, plusieurs idées profitent de la faible distance inter-satellite et ne sont pas applicablesaux missions mono-satellite. Mori et Matunaga [126] présentent comment des câbles (angl. tethers)reliant les satellites peuvent être utilisés afin de contrôler la position relative. Romanelli et al. [148]conçoivent une formation dont les éléments portent une charge électrique. Le contrôle peut alors êtreeffectué avec les forces de Coulomb 1 . Enfin, l’idée d’embarquer des aimants sur les différents satelliteset d’influencer leurs positions à l’aide de la force magnétique est présentée par plusieurs auteurs, parexemple Hashimoto et al. [68], Kaneda et al. [82] et Kwon et Miller [93].Bien entendu, les actionneurs habituels tels que des roues de réaction et des tuyères sont courammentprévus pour les missions de vol en formation.4.1.2 Trajectoires optimales, initialisation de la formation, manœuvresUne grande partie de la littérature sur le vol en formation est dédiée à la recherche de trajectoiresoptimales pour certains scénarios de missions. Ces trajectoires optimales peuvent concernerdifférentes phases du vol en formation, par exemple l’initialisation d’une formation ou des manœuvresafin d’accomplir les objectifs de la mission.Junge et al. [81] calculent des trajectoires optimales pour une mission dans le voisinage d’un pointde Lagrange, c’est-à-dire des trajectoires avec le minimum de poussée nécessaire afin de préserverune forme géométrique désirée de la formation (tétraèdre).Bastante et al. [15] suivent une approche similaire dans le cas d’une mission en orbite GTO.Ils cherchent une trajectoire optimale vis-à-vis de la consommation d’ergols et de spécifications degéométrie et de distance à différents endroits de l’orbite.1. Charles de Coulomb (1736 – 1806), ingénieur et physicien françaisCommande boucle fermée multivariable pour le vol en formation de vaisseaux spatiaux