論文の概要: MPC for momentum counter-balanced and zero-impulse contact with a free-spinning satellite
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.09213v1
- Date: Wed, 10 Dec 2025 00:53:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:40.245985
- Title: MPC for momentum counter-balanced and zero-impulse contact with a free-spinning satellite
- Title（参考訳）: 自由スピン衛星との運動量逆平衡・ゼロインパルス接触のためのMPC
- Authors: Theofania Karampela, Rishie Seshadri, Florian Dörfler, Sarah H. Q. Li,
- Abstract要約: 衛星の衛星が自由スピンの標的衛星と接触する能力は、ほとんどの軌道上での任務を完了させるのに不可欠である。
本書は, 衛星通信衛星とのゼロインパルス接触を実現するために, 衛星通信衛星に対して実行可能な制御を生成する非線形モデル予測制御フレームワークを開発する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.654827623279546
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In on-orbit robotics, a servicer satellite's ability to make contact with a free-spinning target satellite is essential to completing most on-orbit servicing (OOS) tasks. This manuscript develops a nonlinear model predictive control (MPC) framework that generates feasible controls for a servicer satellite to achieve zero-impulse contact with a free-spinning target satellite. The overall maneuver requires coordination between two separately actuated modules of the servicer satellite: (1) a moment generation module and (2) a manipulation module. We apply MPC to control both modules by explicitly modeling the cross-coupling dynamics between them. We demonstrate that the MPC controller can enforce actuation and state constraints that prior control approaches could not account for. We evaluate the performance of the MPC controller by simulating zero-impulse contact scenarios with a free-spinning target satellite via numerical Monte Carlo (MC) trials and comparing the simulation results with prior control approaches. Our simulation results validate the effectiveness of the MPC controller in maintaining spin synchronization and zero-impulse contact under operation constraints, moving contact location, and observation and actuation noise.
- Abstract（参考訳）: オン・オービット・ロボティクスでは、オン・オービット・サーベイシング(OOS)のほとんどのタスクを完了させるには、衛星が自由スピンのターゲット衛星と接触する能力が不可欠である。
本書は, 衛星通信衛星とのゼロインパルス接触を実現するために, 衛星通信衛星に対して実行可能な制御を生成する非線形モデル予測制御(MPC)フレームワークを開発する。
全体としての操作には、(1)モーメント生成モジュールと(2)操作モジュールの2つの分離されたアクティベートされたモジュール間の調整が必要である。
両モジュール間の相互結合のダイナミクスを明示的にモデル化することにより,MPCを両モジュールの制御に適用する。
我々は,MPCコントローラが従来の制御手法では説明できないアクティベーションや状態制約を強制できることを実証した。
モンテカルロ (MC) の数値実験により, ゼロインパルス接触シナリオと自由スピンターゲット衛星とのシミュレーションを行い, シミュレーション結果と事前制御手法との比較により, MPCコントローラの性能評価を行った。
シミュレーションの結果,動作制約下でのスピン同期およびゼロインパルス接触,移動接触位置,観測およびアクティベーションノイズに対するMPCコントローラの有効性が検証された。
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