Estudo de requisitos e especificações para a tolerância a falha simples do sistema de controle de atitude da plataforma multimissão

• Main Author: Humberto Manelli Neto
• Other Authors: Marcelo Lopes de Oliveira e Souza
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 2011
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2011/02.28.13.08

Em muitas aplicações de engenharia, a Confiabilidade é uma das mais importantes características. Os aspectos em torno da Confiabilidade desempenham um papel essencial em projetos de aeronaves, espaçonaves, automóveis, sistemas médicos e bancários, etc., evitando perdas de vidas e propriedade. Os sistemas altamente confiáveis são projetados para operarem continuamente mesmo sob ameaça de riscos externos e falhas internas. Não obstante, Confiabilidade não é a única característica almejada por sistemas modernos: Disponibilidade, Integridade, Proteção e Segurança são sempre partes da mesma especificação, com o mesmo nível de importância da Confiabilidade. Este trabalho estuda os requisitos e especificações para a tolerância a falha simples do sistema de controle de atitude da Plataforma MultiMissão. Para cumprir os seus objetivos, o trabalho começou por uma revisão teórica de definições e conceitos. A seguir, foi feita uma revisão histórica de soluções adotadas no passado. Em seguida, os requisitos de um projeto espacial foram selecionados. Começando de um senso mais amplo das definições, o trabalho aplicou os conceitos discutidos em dois estudos de caso. Para solucionar os requisitos levantados, duas soluções de arquitetura foram propostas: duplo-simplex e a triplo-simplex. As duas soluções constituíram-se nos estudos de caso do trabalho. As soluções foram analisadas usando-se Árvores de Falhas, simuladas através de MATLAB/Simulink$\textregistered$ e então comparadas. Como conclusão, diferente do que se esperava no começo, a comparação não levou ao completo descarte de uma das soluções, mas sim no entendimento de que ambas são válidas mas para cenários de projeto diferentes. === On several engineering applications, high reliability is one of the most wanted features. The aspects of Reliability play a key role in designing aircraft, spacecraft, automotive, medical, banking, etc., systems; because it may avoid loss of life, property, or costly recalls. The highly reliable systems are designed to work continuously, even upon external threats and internal failures. Nevertheless, Reliability is not the only requirement for a modern system. Other features as Availability, Integrity, Security and Safety are always part of the same technical requirements, in the same level of importance. This work aimed at studying the requirements and specifications for single fault-tolerance of the attitude control system of the Multi-Mission Platform. To accomplish its intent, the work started by a theoretical review of definitions and concepts. Then, a historical review of adopted solutions was conducted. After that, the requirements of a spacecraft project were selected and/or written. To solve the listed requirements two architecture arrangements were proposed: the triple-simplex and the double-simplex architectures. These two architectures became the two case studies of the work. The case studies were analyzed using Fault Trees, simulated using MATLAB/Simulink$\textcopyright$, and then compared. In the end, as conclusion, the comparison between two architectures has shown that none of them could be discarded, in the sense that it could not be useful for any application. Au contraire, the comparison has highlighted the advantages and disadvantages of both architecture; and it has indicated the applications they are more suitable for.