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Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: http://rid.unrn.edu.ar/handle/20.500.12049/13664

Título: Diseño, implementación y control de posición angular mediante rueda de reacción de un gisóscopo.
Autor(es): Dal Farra, Franco
Director: Castelao Caruana, Marcelo Javier
Fecha de publicación: 8-oct-2025
Citación: Dal Farra, F. (2025). Diseño, implementación y control de posición angular mediante rueda de reacción de un giróscopo. Trabajo final de grado. Universidad Nacional de Río Negro.
Abstract: The following report deals with the design and implementation of an angular position control simulator using reaction wheels. The work was carried out as part of the Final Integrative Project for the Electronic Engineering program at the National University of Río Negro, which is a continuation of the work carried out in a supervised professional internship in conjunction with the Bariloche Atomic Center (CAB). The motivation for this work is related to satellite attitude control using reaction wheels, a system used to maintain a fixed orientation with respect to another element or reference frame outside the satellite's frame of reference. The experimental setup attempts to represent the dynamics of the attitude control problem using a reaction wheel as an actuator. The goal is to achieve a device that can be used academically to design and implement different control algorithms in practice. The first stage of the work consisted of the design of the experimental model along with the sensors, actuators, and modules that make up the complete system, such as controllers, power stage, communication stage, etc. The physical assembly of the system was completed, with operational validation through unit testing of each part. The second stage consisted of the characterization and identification of the various plant parameters, leading to the creation and validation of a mathematical model to represent it. Various experimental identification and data analysis techniques were used, seeking a correlation between the expected results and the measurements obtained. The final stage consisted of the design and implementation of different control schemes, aimed at studying the plant's constraints and proposing a robust and stable control system that meets the given requirements. Based on the measurements and results obtained, a discussion was conducted and conclusions drawn. A functional prototype was created, in which five control algorithms were implemented, designed based on the identified model, achieving results of less than 5 seconds in settling time and 5% steady-state error.
Resumen: El siguiente informe trata sobre el diseño y la implementación de un simulador de control de posición angular mediante ruedas de reacción. El trabajo fue realizado en el marco del Proyecto Final Integrador para la carrera de Ingeniería Electrónica en la Universidad Nacional de Río Negro, el cual a su vez es una continuación del trabajo realizado en una Práctica Profesional Supervisada en conjunto con el Centro Atómico Bariloche (CAB). La motivación del trabajo tiene relación con el control de actitud de satélites mediante ruedas de reacción, sistema utilizado para mantener fija una orientación con respecto a otro elemento o marco de referencia fuera del marco de referencia del satélite. El esquema experimental intenta representar la dinámica del problema de control de actitud utilizando una rueda de reacción como actuador. La finalidad es lograr un dispositivo que pueda utilizarse académicamente para diseñar e implementar distintos algoritmos de control en la práctica. La primera etapa del trabajo consistió en el diseño de la maqueta experimental en conjunto con los sensores, actuadores y módulos que conforman el sistema completo, tales como controladores, etapa de alimentación, etapa de comunicación, etcétera. Se logró el ensamblado físico del sistema con validación de funcionamiento mediante pruebas unitarias en cada parte. La segunda etapa consistió en la caracterización e identificación de los distintos parámetros de la planta, para la realización de un modelo matemático que la represente y validación del mismo. Se utilizaron diferentes técnicas de identificación experimental y análisis de datos, buscando una correlación entre los resultados esperados y las mediciones obtenidas. La última etapa consistió en el diseño e implementación de distintos esquemas de control, con el fin de estudiar las restricciones de la planta y proponer un control robusto y estable que satisfaga los requerimientos dados. A partir de las mediciones y los resultados obtenidos se reflexionó y se elaboraron conclusiones. Se alcanzó un prototipo funcional en el cual se implementaron cinco algoritmos de control, diseñados a partir del modelo identificado, obteniendo resultados menores a 5 segundos en tiempo de establecimiento y 5% de error de estado estacionario.
URI: http://rid.unrn.edu.ar/handle/20.500.12049/13664
Aparece en las colecciones: Ingeniería Electrónica


Este documento es resultado del financiamiento otorgado por el Estado Nacional, por lo tanto queda sujeto al cumplimiento de la Ley N° 26.899


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