Progetto del Controllo d'Assetto di un Satellite

This thesis presents a case study taken from the book Feedback Control of Dynamic Systems, 7th edition by Gene F. Franklin, J. David Powell, and Abbas Emami-Naeini, focused on the design of a controller for the attitude management of a geosynchronous satellite. The main objective is to ensure the precise pointing of a scientific sensor package onboard the satellite, using a star tracker mounted on a flexible structure. After describing the physical model and its critical aspects—such as the presence of a lightly damped resonance and variable dynamic parameters—several control strategies are analyzed. Special attention is given to the influence of the physical placement of sensors and actuators on the system's dynamics, highlighting how a collocated configuration can significantly simplify the design. However, this approach is shown to be unsuitable for direct control of the payload, leading to the proposal of a two-stage control architecture: an initial phase for coarse pointing and a subsequent one for fine stabilization.

Questo elaborato prende in esame un caso studio tratto dal libro "Feedback Control of Dynamic Systems, 7th edition by Gene F.Franklin, J.David Powell, Abbas Emami-Naeini", incentrato sulla progettazione del controllore per la gestione dell’assetto di un satellite in orbita geosincrona. L’obiettivo principale è garantire il puntamento preciso di un pacchetto scientifico a bordo del satellite, tramite uno star tracker montato su una struttura flessibile. Dopo aver descritto il modello fisico e le sue criticità – come la presenza di una risonanza scarsamente smorzata e parametri dinamici variabili – si analizzano diverse strategie di controllo. Particolare attenzione viene dedicata all’influenza della collocazione fisica di sensori e attuatori sulla dinamica del sistema, mostrando come una configurazione collocata semplifichi notevolmente il progetto. Tuttavia, si evidenzia che questo approccio non è adatto al controllo diretto del payload, portando alla proposta di un’architettura di controllo in due fasi: una iniziale per il puntamento grezzo e una successiva per la stabilizzazione fine.