Desenvolvimento de uma plataforma Gimbal para determinação e controle de atitude de um protótipo de satélite.

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de uma plataforma Gimbal, que permita a determinação e controle da atitude de um protótipo de satélite artificial em seu interior. Para isso, foram utilizadas técnicas de impressão 3D, circuitos eletrônicos e desenvolvido um código fonte para microcontrolador ESP32 capaz de determinar e controlar a atitude da plataforma além de interagir com o usuário via comunicação WI-FI e Bluetooth. Ensaios para obtenção dos parâmetros para modelagem de cada eixo do Gimbal são realizados. A atitude da plataforma é determinada por duas abordagens a: via Encoders magnéticos fixos à plataforma e por meio de medidas de sensores magnetômetro, acelerômetro e giroscópio tratados por um algoritmo de determinação de atitude baseado no filtro de Kalman. As posições angulares dos três eixos de giro da plataforma são controladas em malha fechada por um algoritmo de controle do tipo Proporcional, Integral e Derivativo (PID). A determinação e o controle de atitude de um protótipo de satélite fixo ao eixo mais interno da plataforma são validados a partir de experimentos, alcançando-se, como resultado o final, um erro em regime permanente inferior a 2 graus em cada eixo de giro do Gimbal.