Hoppa till huvudinnehållet

SD2910 Rymdfarkosters dynamik 9,0 hp

Kursen behandlar attitydreglering av stela rymdfarkoster. Rotationskinematik i tre dimensioner behandlas fullt ut med riktningscosinmatris, Euler-vinklar, huvudrotationsvektor, Eulerparametrar samt klassiska och modifierade Rodrigues-parametrar. Några enkla metoder för statisk attitydbestämning beskrivs. Det dynamiska beteende av axisymmetriska och asymmetriska farkoster utan och med yttre momentpåverkan, t.ex. konstant moment eller gravitationsgradientsmoment, analyseras. Lyapunov-stabilitetsteori används för att utveckla reglersamband för icke-linjär reglering and linjärisering av rörelseekvationerna används för att bestämma reglerparametrar för olika reglerproblem.

Välj termin och kursomgång

Välj termin och kursomgång för att se aktuell information och mer om kursen, såsom kursplan, studieperiod och anmälningsinformation.

Kursval

Gäller för kursomgång

VT 2025 Start 2025-03-17 programstuderande

Anmälningskod

61274

Rubriker med innehåll från kursplan SD2910 (VT 2022–) är markerade med en asterisk ( )

Innehåll och lärandemål

Kursinnehåll

Del 1: Parametrisering av stelkroppsrotation i tre dimensioner: riktningscosinsmatris, Euler-vinklar, huvudaxelrotationsvektor, Euler-parametrar (kvaternioner), klassiska och modifierade Rodrigues-parametrar.

Del 2: Stelkroppsdynamik: rörelsemängdsmoment, rörelseenergi och masströghetsmoment i tre dimensioner, Eulers rörelseekvationer, momentfri stelkroppsrotation, tvådelsroterande rymdfarkost, momentutbytesenheter och gravitationsgradientstabilisering.

Del 3: Ickelinjär stabilitet och reglering av rymdfarkoster: stabilitetsdefinitioner, Lyapunov-stabilitet, Lyapunv-funktioner, ickelinjära regulatorer, Lyapunov-optimala reglersamband och linjär dynamik i sluten krets.

Lärandemål

Efter avklarad kurs ska studenten kunna:

  1. visa brett kunnande och förståelse för den vetenskapliga grunden och beprövade erfarenheten inom attitydreglering av rymdfarkoster, samt insikt i aktuellt forsknings- och utvecklingsarbete.
  2. visa grundläggande metodkunskaper och förståelse inom attitydreglering av rymdfarkoster, innefattande tredimensionell rotationskinematik, stelkroppsdynamik och icke-linjär reglering.
  3. visa förmåga att kritiskt och systematiskt integrera kunskap från tidigare kurser för att analysera, bedöma och hantera komplexa företeelser, frågeställningar och situationer inom attitydreglering av rymdfarkosters, även med begränsad information.
  4. visa förmåga att modellera, simulera, förutsäga och utvärdera rymdfarkosters rotationsrörelse och -stabilitet samt deras passiva och aktiva attitydreglering, även med begränsad information.
  5. visa förmåga att i internationella sammanhang muntligt och skriftligt i dialog med olika grupper klart redogöra för och diskutera sina slutsatser och den kunskap och de argument som ligger till grund för dessa.

För de högsta betygen ska studenten även kunna

       6. visa fördjupade metodkunskaper och förståelse inom attitydreglering av rymdfarkoster, innefattande tredimensionell kinematik, stelkroppsdynamik och icke-linjär reglering.

Kurslitteratur och förberedelser

Särskild behörighet

Slutfört examensarbete på grundnivå inom huvudområde teknik.

Engelska B/ Engelska 6 

Rekommenderade förkunskaper

Ingen information tillagd

Utrustning

Ingen information tillagd

Kurslitteratur

Ingen information tillagd

Examination och slutförande

När kurs inte längre ges har student möjlighet att examineras under ytterligare två läsår.

Betygsskala

A, B, C, D, E, FX, F

Examination

  • PRO1 - Problemuppgifter med muntlig presentation, 4,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F
  • TEN1 - Muntlig tentamen, 5,0 hp, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Examinator beslutar, baserat på rekommendation från KTH:s handläggare av stöd till studenter med funktionsnedsättning, om eventuell anpassad examination för studenter med dokumenterad, varaktig funktionsnedsättning.

Examinator får medge annan examinationsform vid omexamination av enstaka studenter.

Övriga krav för slutbetyg

Deltagarna måste slutföra följande:

  • Fyra problemblad, relaterade till de fyra delarna i kursen. Problembladen släpps vid givna datum och måste lämnas in före specificerade slutdatum.
  • Muntliga presentationer av utvalda problem från problembladen inför hela klassen. Slumpen avgör vilka studenter som blir utvalda att presentera.
  • Muntlig sluttentamen på alla fyra delar av kursen. 

Möjlighet till komplettering

Ingen information tillagd

Möjlighet till plussning

Ingen information tillagd

Examinator

Etiskt förhållningssätt

  • Vid grupparbete har alla i gruppen ansvar för gruppens arbete.
  • Vid examination ska varje student ärligt redovisa hjälp som erhållits och källor som använts.
  • Vid muntlig examination ska varje student kunna redogöra för hela uppgiften och hela lösningen.

Ytterligare information

Kursrum i Canvas

Registrerade studenter hittar information för genomförande av kursen i kursrummet i Canvas. En länk till kursrummet finns under fliken Studier i Personliga menyn vid kursstart.

Ges av

Huvudområde

Maskinteknik

Utbildningsnivå

Avancerad nivå

Påbyggnad

Ingen information tillagd

Kontaktperson

Gunnar Tibert (tibert@kth.se)