TRACTOR

https://youtu.be/6FGWwm7Rj6c

Informação geral

O que é o TRACTOR?

O TRACTOR (Banco de testes para a análise e controlo das oscilações de deslocamento numa viga ressonante) é uma plataforma dinâmica representativa, propriedade da GMV, que reproduz as dinâmicas relevantes para a validação e aperfeiçoamento de tecnologias de orientação, navegação e controlo (GNC) destinadas a futuros sistemas espaciais. Entre as aplicações habituais contam-se a manutenção, a montagem e o fabrico em órbita (ISAM), incluindo a montagem em órbita, naves espaciais flexíveis de grandes dimensões e outras missões que envolvem uma dinâmica estrutural complexa.

O TRACTOR foi concebido para oferecer uma capacidade modular, configurável e expansível para o desenvolvimento e a verificação de soluções de controlo avançadas. A plataforma reproduz os fenómenos dinâmicos fundamentais previstos nas futuras infraestruturas orbitais, tais como a dinâmica estrutural flexível, os modos de flexão, a oscilação de fluidos, as alterações nas propriedades de massa e inércia e as perturbações geradas por interações robóticas.

O TRACTOR foi desenvolvido no âmbito do projeto IOANT para o cliente ESA.

Tem interesse em avaliar o seu conceito de GNC?

Entre em contacto com a GMV para discutir uma demonstração de engenharia personalizada baseada na plataforma TRACTOR e descobrir como as demonstrações representativas de «Hardware-in-the-Loop» podem contribuir para o seu projeto [email protected].

O que oferecemos

Os clientes podem solicitar sessões de demonstração personalizadas para analisar cenários de missão, avaliar conceitos de GNC e debater as alternativas de engenharia com os especialistas da GMV.

O que irá receber

O serviço combina demonstrações em direto de «Hardware-in-the-Loop» com aconselhamento técnico, o que permite aos clientes compreender melhor o grau de maturidade da solução, as abordagens de implementação e os aspetos de integração antes de se integrarem num programa de desenvolvimento específico.

Características

Dinâmicas representativas:

Dinâmica estrutural flexível
Modos de flexão
Variações do MCI
Perturbações na interação robótica
Oscilação do propulsor

Elementos configuráveis:

Vigas flexíveis
Andador robótico
Reservatório de oscilação
Cargas úteis específicas para cada missão

Atividades de demonstração:

Validação do algoritmo de controlo
«Hardware-in-the-Loop» de circuito fechado
Comparação de algoritmos
Orçamentação online
Identificação de sistemas

Ambientes de demonstração:

MIL, SIL, PIL, HIL de circuito fechado
Gémeo digital em MATLAB/Simulink

Aspetos destacados

Como funciona o TRACTOR?

Banco de testes configurável para cenários representativos em órbita

TRACTOR in double beam and sloshing configuration

O banco de testes TRACTOR é altamente modular e pode ser configurado para simular uma vasta gama de cenários de manutenção, montagem e fabrico em órbita (ISAM). É possível montar diferentes elementos flexíveis, tal como se pode ver nas fotografias em anexo, para representar vários elementos das naves espaciais, tais como antenas, painéis solares, mastros e estruturas robóticas.

Ao variar a geometria, o material e o comprimento da viga, a plataforma consegue reproduzir diferentes rigidezes estruturais e frequências naturais, o que permite submeter o sistema de controlo a dinâmicas representativas de corpos flexíveis e a ambientes sujeitos a perturbações. Ambas as vigas também podem ser equipadas com massas móveis para simular a manipulação robótica e as perturbações causadas pela carga útil em movimento, podendo ainda ser incorporados reservatórios parcialmente cheios para reproduzir os efeitos da oscilação do propulsor.

Estes elementos representativos podem ser combinados numa única configuração experimental, o que permite criar cenários dinâmicos, realistas e interligados que facilitam o desenvolvimento, a validação e o aperfeiçoamento de sistemas avançados de orientação, navegação e controlo.

Andador robótico para a emulação dinâmica da inércia e das perturbações

Para reproduzir os efeitos dinâmicos que ocorrem durante as operações de montagem e manutenção em órbita, é possível equipar o TRACTOR pode ser equipado com um robô explorador que percorre toda a viga flexível. A massa em movimento representa manipuladores robóticos, veículos de serviço ou cargas úteis em movimento, introduzindo alterações características na dinâmica do sistema ao longo de toda a operação. Esta funcionalidade permite a validação experimental dos algoritmos de GNC em condições realistas que variam ao longo do tempo, entre as quais se incluem:

Propriedades da massa que variam ao longo do tempo, provocadas por alterações na distribuição global da massa e no momento de inércia à medida que o andador se desloca ao longo da estrutura.
Interações robóticas dinâmicas, resultantes do movimento acoplado entre a viga flexível e o andador robótico em translação, que geram perturbações e vibrações estruturais significativas.

Esta configuração proporciona um ambiente realista para desenvolver e validar sistemas de controlo capazes de manter a estabilidade e o desempenho face a alterações na dinâmica do sistema e nas forças de interação robótica.

Nível de maturidade tecnológica e demonstrações

O TRACTOR foi desenvolvido e validado experimentalmente no âmbito do projeto IOANT da ESA, cujo objetivo era aperfeiçoar uma plataforma representativa de «Hardware-in-the-Loop» para o desenvolvimento e a validação de tecnologias de orientação, navegação e controlo para estruturas espaciais flexíveis. Através de uma campanha exaustiva de validação experimental, tanto o banco de testes físico como o seu gémeo digital atingiram o Nível de Maturidade Tecnológica (TRL) 5, demonstrando assim a sua capacidade num ambiente laboratorial relevante.

A plataforma está totalmente operacional e disponível para demonstrações ao vivo, avaliações técnicas e atividades de prova de conceito. Convidamos os potenciais clientes e parceiros a conhecerem em primeira mão as funcionalidades da plataforma através de demonstrações que podem ser adaptadas às suas aplicações específicas.

O TRACTOR em projetos externos

O banco de testes TRACTOR e as tecnologias desenvolvidas ao longo do projeto deram origem a várias publicações científicas, comunicações em congressos e contribuições técnicas, que se apresentam a seguir:

2023 CleanSpace Days: