A control system for controlling an operation of a spacecraft. A model predictive controller (MPC) produces a solution for controlling thrusters of the spacecraft. The MPC optimizes a cost function over a finite receding horizon using a model of dynamics of the spacecraft effecting a pose of the spacecraft and a model of dynamics of momentum exchange devices of the spacecraft effecting an orientation of the spacecraft. The optimization is subject to hard and soft constraints on angles of thrusts generated by thrusters. Further, the hard constraints require the angles of thrusts in the solution to fall within a predetermined range defined by the hard constraints. The soft constraints penalize the solution for deviation of the angles of thrusts from nominal angles corresponding to a torque-free thrust passing through the center of the mass of the spacecraft. A thruster controller operates the thrusters according to the solution of the MPC.

    La présente invention a trait à un système de commande permettant de contrôler le fonctionnement d'un véhicule spatial. Un contrôleur prédictif de modèle (MPC) produit une solution pour commander les propulseurs du véhicule spatial. Le MPC optimise une fonction de coût sur un horizon fuyant fini à l'aide d'un modèle de dynamique du véhicule spatial effectuant une pose du véhicule spatial et un modèle de dynamique de dispositifs d'échange de mouvement du véhicule spatial effectuant une orientation du véhicule spatial. L'optimisation est soumise à des contraintes strictes et souples sur des angles de poussées générées par des propulseurs. En outre, les contraintes strictes nécessitent que les angles des poussées dans la solution se trouvent dans une plage prédéterminée définie par les contraintes strictes. Les contraintes simples pénalisent la solution pour la déviation des angles des poussées à partir d'angles nominaux correspondant à une poussée sans couple passant par le centre de la masse du véhicule spatial. Un dispositif de commande de propulseur actionne les propulseurs en fonction de la solution du MPC.


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    Title :

    SPACECRAFT, AND CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING OPERATION OF SPACECRAFT


    Additional title:

    VÉHICULE SPATIAL, ET SYSTÈME DE COMMANDE ET PROCÉDÉ DE COMMANDE DU FONCTIONNEMENT D'UN VÉHICULE SPATIAL


    Contributors:

    Publication date :

    2019-02-14


    Type of media :

    Patent


    Type of material :

    Electronic Resource


    Language :

    English


    Classification :

    IPC:    B64G Raumfahrt , COSMONAUTICS / G05D SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES , Systeme zum Steuern oder Regeln nichtelektrischer veränderlicher Größen



    SPACECRAFT, AND CONTROL SYSTEM FOR CONTROLLING OPERATION OF SPACECRAFT

    WEISS AVISHAI / ZLOTNIK DAVID / DI CAIRANO STEFANO | European Patent Office | 2019

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    SPACECRAFT, AND CONTROL SYSTEM FOR CONTROLLING OPERATION OF SPACECRAFT

    WEISS AVISHAI / ZLOTNIK DAVID / DI CAIRANO STEFANO | European Patent Office | 2022

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    SPACECRAFT, AND CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING OPERATION OF SPACECRAFT

    WEISS AVISHAI / ZLOTNIK DAVID / DI CAIRANO STEFANO | European Patent Office | 2021

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    METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING OPERATION OF SPACECRAFT, SPACECRAFT

    WEISS AVISHAI / DI CAIRANO STEFANO / WALSH ALEX | European Patent Office | 2021

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