Browsing by Author "Slavinskis, Andris, juhendaja"

Now showing 1 - 10 of 10

Characterization of custom built Sun sensors for ESTCube-1
(Tartu Ülikool, 2013) Valner, Robert; Vendt, Riho, juhendaja; Slavinskis, Andris, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut; bakalaureusetööd; sensorid; satelliidid (tehn.)
Design and Comparison of Attitude Control Modes for ESTCube-2
(Tartu Ülikool, 2017) Ofodile, Ikechukwu Chinonso; Slavinskis, Andris, juhendaja; Anbarjafari, Gholamreza, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Tehnoloogiainstituut
This thesis presents the attitude control problem of ESTCube-2. ESTCube-2 is a 3U CubeSat with a size of 10 x 10 x 30 cm and a weight of about 4 kg. It is the second satellite to be developed by the ESTCube Team and will be equipped with the E-Sail payload for the plasma break experiment, Earth observation camera, a high speed communication system, and a cold gas propulsion module. The satellite will make use of 3 electromagnetic coils, 3 reaction wheels and the cold gas thruster as actuators. The primary purpose of this work was to develop and compare control laws to ful ll the attitude control requirements of the ESTCube-2 mission. To achieve this, the spacecraft dynamics and environmental models are derived and analyzed. PD like controllers and LQR optimal controls are designed to ful ll the pointing requirements of the satellite in addition to the B-dot detumbling control law. Angular rate control law to spin up the satellite for tether deployment is also derived and presented. Simulations of the di erent controllers shows the performance with disturbances also added to the system. Finally recommendations and optimal control situations are presented based on the results.
Design and testing of attitude determination sensors for ESTCube-1
(University of Tartu, 2013) Viru, Jaan; Slavinskis, Andris, juhendaja; Vendt, Riho, juhendaja; Tartu Ülikool. Loosus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
EST-Cube-1 in-orbit attitude determination validation
(Tartu Ülikool, 2015) Ehrpais, Hendrik; Slavinskis, Andris, juhendaja; Kuuste, Henri, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool. Füüsika instituut
ESTCube-2 attitude and orbit control system design
(Tartu Ülikool, 2017) Ehrpais, Hendrik; Slavinskis, Andris, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Tehnoloogiainstituut
This thesis presents the design and analysis of the attitude and orbit control system for the ESTCube-2 CubeSat. The objective of the system is to spin up the satellite to high angular rates, perform accurate pointing and should also be able to operate outside of the Earth’s magnetic influences, for example in a Lunar orbit. For this thesis various requirements for the subsystem and payloads of the nanosatellite have been gathered. From these requirements the design drivers for the attitude and orbit control system are identified. Additionally the thesis analyses the ESTCube-1 nanosatellite attitude determination and control performance and presents the lessons learned, which provides input to the design of the ESTCube-2 nanosatellite. Based on the requirements a set of actuators and sensors are presented that fulfil the various ESTCube-2 mission objectives. The thesis also covers the attitude estimation process. This is done by describing the data generation from the simulation environment and the different potential algorithms to be used for sensor fusion. A sensor fusion algorithm for nanosatellite attitude determination is proposed and the first implementation was made to work on the ESTCube-2 microcontroller. Initial results for the algorithm are described and the future improvements are identified.
Fault tolerant attitude control for nanosatellites: ESTCube-2 case
(2024-01-23) Ofodile, Ikechukwu; Slavinskis, Andris, juhendaja; Anbarjafari, Gholamreza, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Käesolev uurimus viidi läbi Tartu Ülikoolis, Tartu Observatooriumis, Soome meteoroloogiainstituudis ja Eesti Tudengisatelliidi programmis. See töö käsitleb ESTCube-2 asendi määramise ja kontrolli süsteemi (ADCS). ESTCube-2 on kolmeühikuline kuupsatelliit. ESTCube-2 missiooni peamine teaduslik eesmärk on katsetada orbiidil elektrilist päikesepurje. Elektriline päikesepuri on kütusevaba tõukesüsteemi kontseptsioon. ESTCube-2 proovib demonstreerida uusi tehnoloogiad, mis võimaldaks planeerida süvakosmose missioone kuup- ja nanosatelliitidele. See töö keskendub veakindla kontrollsüsteemi arendamisele ESTCube-2 satelliidi jaoks, mille eesmärgiks on testida plasmapidurit maa-lähedasel orbiidil (LEO). Missiooni õnnestumiseks on asendi määramise ja kontrolli süsteemil kindlad nõuded, mille hulgas on lõõa välja laskmine ja pöördemomendi täpsuse ja stabiilsuse kontroll vastavalt 0.25 kraadi ja 0.125 kraadi/s täpsusega. Antud uurimuse eesmärk on luua veakindel süsteem (FTC), mis käsitleb vigu ja ebakorrapärasusi ilma vajaduseta neid tuvastada, vähendades süsteemi arvutuslikku keerukust. Selleks on välja pakutud integreeritud anti-windup (AW) tõrkekindel juhtsüsteem. See süsteem hõlmab anti-windup kompensaatori disaini, mis käsitleb täiturite küllastumist. Käsitletakse kahte lahendust: mitme-sisendi/mitme-väljundiga (MIMO) ja ühe-sisendi/ühe- väljundiga (SISO) või ühe-sisendi/mitme-väljundiga (SIMO) AW kompensaatorit. Iga üksiku kontrollkanali puhul kaalutakse SISO/SIMO lähenemisviisi, mis tagab läbipaistvuse ja paindlikkuse sõltumatu kanali kavandamisel ja häälestamisel. AW-kompensaatori jõudlus on paljutõotav, vähendades arvutuskoormust ja lihtsustades kanali häälestamist. Töös pakutakse välja ka selle arhitektuuri kombinatsioon adaptiivse Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) kontrolleriga, mis pakub sujuvamaid kontrollreaktsioone rikete korral.
Kalman filter and extended Kalman filter
(2017) Järvsoo, Johanna Adele; Lember, Jüri, juhendaja; Slavinskis, Andris, juhendaja; Tartu Ülikool. Matemaatika ja statistika instituut; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
In the Bachelor’s thesis we describe the Kalman filtering algorithm for linear-Gaussian state space models and give an example of its application. We describe the extended Kalman filter for differentiable Gaussian state space models and give examples of its application. We show that for linear-Gaussian state space models the extended Kalman filter gives the same results as the Kalman filter.
Nanosatellite Anatomy Analysis: The Second Generation of ESTCube
(Tartu Ülikool, 2017) Iakubivskyi, Iaroslav; Slavinskis, Andris, juhendaja; Ilbis, Erik, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Tehnoloogiainstituut
Any object that has been launched into orbit has experienced statical and dynamical loads during its travel through the atmosphere. The loads are of random nature and cannot be fully predicted as per real conditions. The structural requirements for ESTCube-2 have been determined as for the worst-case scenario, since the launch vehicle was not known at that stage of the project. A three-unit CubeSat will be subject to high-level sine and random vibration as well as shock response spectrum loading. Before physical testing, structural simulations were made and stresses were analysed in order to confirm the structural reliability and margins. Margins are essential in the design process due to uncertainties in the predicted vibration environment. In addition, the thesis presents the design of primary and secondary structures. As a result of this thesis, a final materials selection, topography optimisation, and manufacturing of the structure will be made. Moreover, the simulation results obtained here will be the subject of comparison with the physical testing results in the later stage of the ESTCube project. ESTCube-2 will be launched in the first half of 2019, and will serve as a testbed for the ESTCube-3 mission in the solar wind environment.
Nanospacecraft for technology demonstration and science missions
(2021-11-19) Iakubivskyi, Iaroslav; Slavinskis, Andris, juhendaja; Pajusalu, Mihkel, juhendaja; Noorma, Mart, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
Kosmost on vaadeldud ja uuritud aastatuhandeid, kuid kosmosemissioonid lubasid seda esimest korda kohapeale uurima minna alles 64 aastat tagasi. Satelliidid võimaldavad teha toiminguid, mis maapealsete uuringutega on võimatud, näiteks maanduda teistele taevakehadele, tuua Maale neilt võetud proove vaadelda lähedalt komeete, ja asteroide ning saada paremaid vaatlusandmeid galaktikate, päikesesüsteemide, eksoplaneetide ja muude objektide kohta.. Ajalooliselt korraldasid kosmosemissioone suured riiklikud kosmoseagentuurid, kuid viimase 20 aasta jooksul on valdkond avanenud ka väikeettevõtetele, ülikoolidele ja pea kõigile teistele, kes on satelliidi kosmosesse saatmisest huvitatud. See on saanud võimalikuks tänu kuupsatelliitide standardiseerimisele. Tavaliselt peame kuupsatelliitide all silmas 1–10 kg nanosatelliite. Selle väitekirja autor on aidanud kaasa planeedimissioonide ja -instrumentide miniaturiseerimisele, töötades välja missioone ja missioonikontseptsioone ning arendades selliseid koormused ja simulatsioonivahendeid, mis aitaksid kaasa pikaajalisele eesmärgile uurida kosmost nanosatelliitidega. Lõputöö esimene osa keskendub uuenduslikule kosmosereiside tehnoloogiale: Coulomb Drag Propulsionile. Seda saab kasutada, et madalalt Maa orbiidilt kosmoseprügi eemaldada (plasmapidur) või kosmoses liikuda, kandmata Maalt kaasa võetud raketikütust (elektriline päiksepuri). Kõnealune tõukejõutehnoloogia on paigaldatud satelliitidele ESTCube-2 ja FORESAIL-1, mis peagi kosmosesse lennutatakse. Samuti analüüsib doktoritöö ideed külastada elektrilise päiksepurje juhitava kuupsatelliidilaevastikuga sadu asteroide. Lõputöö teises osas antakse ülevaade jätkuvast protsessist eesmärgiga arendada kaamera Euroopa Kosmoseagentuuri (ESA) ja Jaapani Kosmoseuuringute Agentuuri (JAXA) ellu viidavale Komeedipüüduri (Comet Interceptor) missioonile. Missiooni sondid viib 2029. aastal kosmosesse rakett Ariane 6. Kaamera on varustatud periskoobiga, et kaitsta seda ohtliku keskkonna eest, mistõttu kannab see nime Optical Periscopic Imager for Comets või OPIC. Nimi viitab ühtlasi Eesti astronoomile Ernst Öpikule, kes pakkus esimesena välja, et Päikesesüsteemi ümber asub kauge komeedipilv, mida tänapäeval tuntakse Öpiku–Oorti pilvena. OPIC-u väljatöötamist toetab spetsiaalselt selleks arendatud simulatsioonitööriist SISPO, mida kirjeldatakse doktoritöö viimases osas.
System Design for Attitude and Orbit Control System for DelFFI Formation Flying Mission
(Tartu Ülikool, 2017) Viru, Jaan; Slavinskis, Andris, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond; Tartu Ülikool. Tehnoloogiainstituut
This thesis designs system architecture for DelFFi nanosatellite. The objective of the DelFFi mission is to demonstrate autonomous formation flying between two identical CubeSats, named Delta and Phi. The thesis updates existing requirements and develops a final set of requirements for the DelFFi mission. Secondly, the thesis considers hardware problems with the Delfi-n3Xt mission and analyzes formation flying mission hardware architectures. Furthermore, it proposes new hardware architecture for DelFFi mission. Finally, the thesis analyzes software requirements and develops new software architecture for DelFFi attitude and orbit control system.