¿Cómo seleccionar/diseñar un algoritmo de control para el control de actitud de naves espaciales?

Soy ingeniero aeroespacial y tomé cursos en la universidad sobre teoría de navegación y control de naves espaciales. Sin embargo, no he programado un controlador de actitud de nave espacial en mi trabajo, y no puedo decir que haya oído hablar antes de un controlador de "Comando de error Quaternion".

Dicho esto, estas son las consideraciones que tendría en la parte superior de mi cabeza al seleccionar un controlador:

• ¿El controlador ya se conoce? Hay mucha herencia alrededor, y si estamos en una empresa de tamaño decente, es posible que ya tengamos expertos en algún tipo de controlador. Los ahorros de tiempo y dinero resultantes no deben pasarse por alto.

• ¿El controlador es estable? ¿Es probable que sea estable, dadas las perturbaciones esperadas y los modelos ambientales y de control que tiene para su nave espacial? El control de actitud de la nave espacial casi siempre requiere combustible, y donde no requiere energía y tiende a saturarse. La estabilidad fue una de las principales preocupaciones de la clase de Controles que tomamos.

• ¿Qué tipo de retroalimentación necesita el controlador? (presumiblemente es de circuito cerrado) ¿Puede el hardware de su nave espacial proporcionar suficiente fidelidad de retroalimentación para mantener la estabilidad?

• ¿El controlador se ejecuta en las restricciones de hardware que tiene? ¿Todavía se ejecuta con el resto del software que necesita para que la nave espacial haga algo?

Para leer más sobre los estudios comerciales, me dirigiría inmediatamente a "Análisis y diseño de la misión de la nave espacial", pero mi copia está funcionando.

"Cómo se optimizan" es realmente otra pregunta, que depende del controlador que haya seleccionado. En la práctica, es la aplicación de la teoría seguida de ajustes repetidos de los parámetros del controlador en respuesta a la simulación y (si tiene suerte) a los datos de vuelo.