TRACTOR

https://youtu.be/6FGWwm7Rj6c

Informació general

Què és TRACTOR?

TRACTOR (Banc de proves per a l’anàlisi i el control d’oscil·lacions de desplaçament en una biga ressonant) és una plataforma dinàmica representativa propietat de GMV que reprodueix les dinàmiques rellevants per a la validació i maduració de tecnologies de guiatge, navegació i control (GNC) destinades a futurs sistemes espacials. Entre les aplicacions habituals hi ha el servei, assemblatge i fabricació en òrbita (ISAM), incloent-hi l’assemblatge en òrbita, naus espacials flexibles de grans dimensions i altres missions que impliquen una dinàmica estructural complexa.

TRACTOR ha estat dissenyat per oferir una capacitat modular, configurable i ampliable per desenvolupar i verificar solucions de control avançades. La plataforma reprodueix els fenòmens dinàmics clau que es preveuen en les futures infraestructures orbitals, com ara la dinàmica estructural flexible, els modes de flexió, l’oscil·lació de fluids, els canvis en les propietats de massa i inèrcia, i les pertorbacions generades per interaccions robòtiques.

TRACTOR s’ha desenvolupat en el marc del projecte IOANT per al client ESA.

T’interessa avaluar el teu concepte de GNC?

Posa’t en contacte amb GMV per parlar sobre una demostració d’enginyeria a mida basada en la plataforma TRACTOR i descobrir com les demostracions representatives de «Hardware-in-the-Loop» poden contribuir al teu projecte [email protected].

Què oferim?

Els clients poden sol·licitar sessions de demostració personalitzades per analitzar escenaris de missió, avaluar conceptes de GNC i debatre les alternatives d’enginyeria amb els especialistes de GMV.

Què rebràs?

El servei combina demostracions en directe de «Hardware-in-the-Loop» amb assessorament tècnic, la qual cosa permet als clients comprendre millor el grau de maduresa de la solució, els enfocaments d’implementació i els aspectes d’integració abans d’incorporar-se a un programa de desenvolupament específic.

Característiques

Dinàmiques representatives:

Dinàmica estructural flexible
Modes de flexió
Variacions de l’MCI
Pertorbacions en la interacció robòtica
Oscil·lació del propulsant

Elements configurables:

Bigues flexibles
Caminador robòtic
Dipòsit d’oscil·lació
Càrregues útils específiques per a cada missió

Activitats de demostració:

Validació de l’algoritme de control
«Hardware-in-the-Loop» de bucle tancat
Comparativa d’algoritmes
Estimació en línia
Identificació de sistemes

Entorns de demostració:

MIL, SIL, PIL, HIL de bucle tancat
Bessó digital a MATLAB / Simulink

Aspectes destacats

Com funciona TRACTOR?

Banc de proves configurable per a escenaris representatius en òrbita

TRACTOR in double beam and sloshing configuration

El banc de proves TRACTOR és altament modular i es pot configurar per emular una àmplia gamma d’escenaris de servei, assemblatge i fabricació en òrbita (ISAM). Es poden muntar diferents elements flexibles, tal com es mostra a les fotografies adjuntes, per representar diversos elements de les naus espacials, com ara antenes, panells solars, pals i estructures robòtiques.

En variar la geometria, el material i la longitud de la biga, la plataforma pot reproduir diferents rigideses estructurals i freqüències naturals, la qual cosa permet sotmetre al sistema de control a dinàmiques representatives de cossos flexibles i a entorns de pertorbacions. Ambdues bigues també poden equipar-se amb masses mòbils per simular la manipulació robòtica i les pertorbacions causades per la càrrega útil en moviment, alhora que s’hi poden incorporar dipòsits parcialment plens per reproduir els efectes de l’oscil·lació del propulsant.

Aquests elements representatius poden combinar-se en una única configuració experimental, cosa que permet crear escenaris dinàmics realistes i acoblats que faciliten el desenvolupament, la validació i la maduració de sistemes avançats de guiatge, navegació i control.

Caminador robòtic per a l’emulació dinàmica de la inèrcia i les pertorbacions

Per reproduir els efectes dinàmics que es produeixen durant les operacions d’assemblatge i servei en òrbita, es pot equipar TRACTOR amb un caminador robòtic que recorre tota la biga flexible. La massa en moviment representa manipuladors robòtics, vehicles de servei o càrregues útils en moviment, introduint canvis característics en la dinàmica del sistema durant tota l’operació. Aquesta funcionalitat permet la validació experimental dels algoritmes de GNC en condicions realistes que varien en el temps, entre les quals s’inclouen:

Propietats de massa que varien en el temps, provocades per canvis en la distribució global de la massa i en el moment d’inèrcia a mesura que el caminador es desplaça al llarg de l’estructura.
Interaccions robòtiques dinàmiques, conseqüència del moviment acoblat entre la biga flexible i el caminador robòtic en translació, que generen pertorbacions i vibracions estructurals representatives.

Aquesta configuració ofereix un entorn realista per desenvolupar i validar sistemes de control capaços de mantenir l’estabilitat i el rendiment en cas de produir-se canvis en la dinàmica del sistema i les forces d’interacció robòtica.

Grau de maduresa tecnològica i demostracions

TRACTOR s’ha desenvolupat i validat experimentalment en el marc del projecte IOANT de l’ESA, l’objectiu del qual era perfeccionar una plataforma representativa de «Hardware-in-the-Loop» per al desenvolupament i la validació de tecnologies de guiatge, navegació i control per a estructures espacials flexibles. Mitjançant una exhaustiva campanya de validació experimental, tant el banc de proves físic com el seu bessó digital han assolit el Nivell de Maduresa Tecnològica (TRL) 5, cosa que demostra la seva capacitat en un entorn de laboratori rellevant.

La plataforma està plenament operativa i disponible per a demostracions en directe, avaluacions tècniques i activitats de prova de concepte. Es convida els possibles clients i socis a conèixer de primera mà les funcionalitats de la plataforma per mitjà de demostracions que poden adaptar-se a les seves aplicacions específiques.

TRACTOR en projectes externs

El banc de proves TRACTOR i les tecnologies desenvolupades al llarg del projecte han donat lloc a diverses publicacions científiques, ponències en congressos i contribucions tècniques, que es presenten a continuació:

2023 CleanSpace Days: