Ανάλυση, δυναμική και έλεγχος ρομποτικού συστήματος για πρόσδεση σε τροχικά διαστημικά συστήματα

Μήτρος, Ζήσος; Mitros, Zisos

dc.contributor.author	Μήτρος, Ζήσος	el
dc.contributor.author	Mitros, Zisos	en
dc.date.accessioned	2016-08-26T11:35:20Z
dc.date.available	2016-08-26T11:35:20Z
dc.date.issued	2016-08-26
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43385
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.12806
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αυτόματος έλεγχος	el
dc.subject	Ρομποτική	el
dc.subject	Διάστημα	el
dc.subject	Δυναμική ρομποτικού συστήματος	el
dc.subject	Πρόσδεση	el
dc.subject	Control	en
dc.subject	Robotic	en
dc.subject	Space dynamic	en
dc.subject	Docking	el
dc.subject	Dynamic	el
dc.title	Ανάλυση, δυναμική και έλεγχος ρομποτικού συστήματος για πρόσδεση σε τροχικά διαστημικά συστήματα	el
heal.type	bachelorThesis
heal.secondaryTitle	Analysis, dynamics and control of robotic system for docking to orbital space systems	en
heal.classification	Ρομποτική	el
heal.classification	Robotic	en
heal.classification	Control	en
heal.classification	Αυτόμαστος Έλεγχος	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-07-11
heal.abstract	Η εξερεύνηση του διαστήματος ταυτίζεται με την ταυτόχρονη συνύπαρξη ανθρώπων και μηχανών. Η ανάγκη του ανθρώπου για περισσότερη πληροφόρηση έχει καταστήσει τη χρήση δορυφόρων απαραίτητη ενώ η ανάγκη για εκμετάλλευση των δορυφόρων για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα απ’ ότι συμβαίνει τώρα αλλά και η ανάγκη για μείωση των διαστημικών περιπάτων που πραγματοποιούνταν με γνώμονα τις επισκευές συστημάτων έχουν καταστήσει απαραίτητη την ύπαρξη ρομποτικών συστημάτων. Η επισκευή δορυφόρων σε τροχιά από ρομπότ ταυτίζεται με τις έννοιες της πρόσδεσης και του κατάλληλου χειρισμού του βραχίονα/ συστημάτων πρόσδεσης έτσι ώστε η σύλληψη να είναι κάθε φορά επιτυχής και να αποφεύγονται ανεξέλεγκτες συγκρούσεις. Στο πλαίσιο της συγκεκριμένης εργασίας αναπτύχθηκαν διάφορα μοντέλα πρόσδεσης έτσι ώστε να αντληθούν συμπεράσματα για τις κατάλληλες τιμές των παραμέτρων των στοιχείων που φέρουν τα συστήματα πρόσδεσης. Επίσης, βρέθηκε η ελάχιστη ταχύτητα που πρέπει να έχει ένα ρομπότ ώστε να προσδεθεί σε έναν δορυφόρο σε περιπτώσεις μάλιστα που έχουν παρόμοια μάζα. Επιπλέον, μοντελοποιήθηκε ένα ρομπότ με έναν βραχίονα υπό την επίδραση εξωτερικής δύναμης στο άκρο του ώστε να μελετηθεί μελλοντικά ένα πραγματικό σενάριο πρόσδεσης. Ακόμη, σχεδιάστηκε ελεγκτής εμπέδησης για το εκάστοτε υπο-μελέτη μοντέλο και μελετήθηκε η κατάλληλη επιλογή των παραμέτρων εμπέδησης για τον επιθυμητό χειρισμό του βραχίονα. Τέλος, σχεδιάστηκε, κατασκευάστηκε και μοντελοποιήθηκε σφόνδυλος αντίδρασης για την τοποθέτηση του σε εξομοιωτή διαστημικού ρομπότ παρέχοντας του έτσι τη δυνατότητα περιστροφής γύρω από άξονα χωρίς την κατανάλωση καυσίμου όπως συνέβαινε παλαιότερα με τη χρήση προωθητήρων αλλά και χωρίς τη δημιουργία διαταραχών, όπως συμβαίνει εάν ο έλεγχος περιστροφής γίνεται με τους προωθητήρες, στο υπο-εξυπηρέτηση ρομπότ που προσομοιάζει κάποιον δορυφόρο. Επίσης, παρουσιάζεται ο αρχικός σχεδιασμός συστημάτων πρόσδεσης για την πραγματοποίηση πειραμάτων και την επαλήθευση της παραπάνω θεωρίας. Τμήματα της συγκεκριμένης εργασίας παρουσιάστηκαν στο συνέδριο της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA), ‘13th Symposium on Advanced Space Technologies in Robotics and Automation ASTRA 2015’ που πραγματοποιήθηκε στην Ολλανδία και σε συνέδριο με θέμα τον έλεγχο και τον αυτοματισμό που πραγματοποιείται ετησίως σε χώρες της Μεσογείου, ‘24th Mediterranean Conference on Control and Automation’ το οποίο το 2016 πραγματοποιήθηκε στην Ελλάδα, [1], [2].	el
heal.abstract	Space exploration and exploitation requires the simultaneous coexistence of people and machines. The human need for more information has made the use of satellites important. The need of satellites that can perform for longer time becomes increasingly evident. Furthermore, due to the fact that extravehicular activities (EVA) contain risks for the astronauts, it is crucial that these activities be substituted by robots. From all the above, On – Orbit Servicing (OOS) from robots is crucial. The concept of repair of satellites on orbit by robots brings in the concepts of docking/berthing and of proper control of a manipulator so that the latching be successful every time, and thus avoid accidents. In the context of this work, various models were created in order to understand how each parameter of the elements involved affect the success of the docking especially when the robot and the satellite have comparable masses. Furthermore, a robot with a manipulator under the influence of an external force at its end effector was modelled, in order to study a case of docking. Moreover, for each model, an impedance controller was created and the proper selection of impedance parameters for a desired response of the manipulator was studied. Finally, a reaction wheel was modelled, designed and manufactured to rotate the robot without fuel consumption and without creating disturbances due to the use of thrusters to the target of the docking. Also, a first CAD design of the capture mechanisms is presented that can be used to run future experiments so that the validity of the theory proposed is evaluated. Parts of this work were presented in two conferences, ‘13th Symposium on Advanced Space Technologies in Robotics and Automation ASTRA 2015’, that was held in the Netherlands and the second one at the ‘24th Mediterranean Conference on Control and Automation’ that was held in Athens, Greece in 2016, [1], [2].	en
heal.advisorName	Παπαδόπουλος, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Κυριακόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Μηχανολογικών Κατασκευών και Αυτομάτου Ελέγχου	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	122 σ.
heal.fullTextAvailability	true