JP2000074596A - 自動操縦装置 - Google Patents
自動操縦装置Info
- Publication number
- JP2000074596A JP2000074596A JP10241385A JP24138598A JP2000074596A JP 2000074596 A JP2000074596 A JP 2000074596A JP 10241385 A JP10241385 A JP 10241385A JP 24138598 A JP24138598 A JP 24138598A JP 2000074596 A JP2000074596 A JP 2000074596A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acceleration
- flight
- altitude
- velocity
- airframe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 41
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高旋回時に過大な加速度指令が入力される
と、必要な舵角を発生しようとして舵角が飽和し操舵翼
による正常な制御ができなくなったり、迎角が大きくな
ることによって発生するロール系への外乱である誘導ロ
ールモーメントが過大になり、飛しょうが不安定になっ
てしまうことがある。 【解決手段】 飛しょう速度、飛しょう高度などの情報
と空力特性データからその飛しょう状況に応じて安定に
発生可能な最大加速度を計算する計算器を設け、可変加
速度リミッタのリミット値を上記計算器で計算された値
に応じて設定することにより過大な加速度指令が与えら
れないようにする。
と、必要な舵角を発生しようとして舵角が飽和し操舵翼
による正常な制御ができなくなったり、迎角が大きくな
ることによって発生するロール系への外乱である誘導ロ
ールモーメントが過大になり、飛しょうが不安定になっ
てしまうことがある。 【解決手段】 飛しょう速度、飛しょう高度などの情報
と空力特性データからその飛しょう状況に応じて安定に
発生可能な最大加速度を計算する計算器を設け、可変加
速度リミッタのリミット値を上記計算器で計算された値
に応じて設定することにより過大な加速度指令が与えら
れないようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、飛しょう体を所
望の方向に飛しょうさせるための自動操縦装置に関す
る。
望の方向に飛しょうさせるための自動操縦装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図２は従来の自動操縦装置を示すもので
ある。図において、２０は自動操縦装置全体、４は飛し
ょう体を所望の方向に誘導するために誘導装置などで検
出された誘導信号から、それに応じて誘導飛しょうさせ
るために必要な加速度指令を計算する航法計算器、５は
加速度指令に応じて飛しょう体を制御するための操舵翼
への舵角指令を計算する舵角指令計算器、２１は実際に
飛しょう体に印加する加速度指令を制限するリミッタで
ある。
ある。図において、２０は自動操縦装置全体、４は飛し
ょう体を所望の方向に誘導するために誘導装置などで検
出された誘導信号から、それに応じて誘導飛しょうさせ
るために必要な加速度指令を計算する航法計算器、５は
加速度指令に応じて飛しょう体を制御するための操舵翼
への舵角指令を計算する舵角指令計算器、２１は実際に
飛しょう体に印加する加速度指令を制限するリミッタで
ある。
【０００３】図３は、操舵翼によって飛しょう体の運動
を制御する一般的な飛しょう体の、飛しょう方向を変更
するために加速度を発生させている状況を示す図であ
る。３０は飛しょう体全体、３１は操舵翼である。飛し
ょう体は操舵翼３１の舵角δを変化させることによって
生じる力Ｌδ及びそれによるモーメントに関して釣り合
うように、機体軸Ｘと速度ベクトルＶｍとのなす角であ
る迎角αを維持した状態で揚力Ｌを発生し、それによっ
て飛しょう経路角γを変化させることができる。ある迎
角αを維持するために必要な舵角δ、またある迎角αに
おいて発生できる揚力Ｌは、飛しょう体の空力特性及び
飛しょう時の速度、動圧等の状況で変化する。従来の自
動操縦装置は上記のように構成されるが、加速度リミッ
タ２１の値は飛しょう体の機械的な強度上の制限から決
まる値として予め設定されており、航法計算器４からの
加速度指令がその値を超えている場合は、加速度指令を
その値に制限して舵角指令計算器５に送る。
を制御する一般的な飛しょう体の、飛しょう方向を変更
するために加速度を発生させている状況を示す図であ
る。３０は飛しょう体全体、３１は操舵翼である。飛し
ょう体は操舵翼３１の舵角δを変化させることによって
生じる力Ｌδ及びそれによるモーメントに関して釣り合
うように、機体軸Ｘと速度ベクトルＶｍとのなす角であ
る迎角αを維持した状態で揚力Ｌを発生し、それによっ
て飛しょう経路角γを変化させることができる。ある迎
角αを維持するために必要な舵角δ、またある迎角αに
おいて発生できる揚力Ｌは、飛しょう体の空力特性及び
飛しょう時の速度、動圧等の状況で変化する。従来の自
動操縦装置は上記のように構成されるが、加速度リミッ
タ２１の値は飛しょう体の機械的な強度上の制限から決
まる値として予め設定されており、航法計算器４からの
加速度指令がその値を超えている場合は、加速度指令を
その値に制限して舵角指令計算器５に送る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような自動操縦
装置では、飛しょう体に印加される加速度指令がある値
以上になると、機械的な強度上の制限値以下であって
も、飛しょう状況によっては操舵翼３１で発生できる力
が不足して必要な迎角αを発生できなくなるため、舵角
δが飽和して操舵翼３１による正常な制御ができず飛し
ょうが不安定になってしまう問題があった。また、迎角
αが大きすぎると、それによって発生するロール系への
外乱モーメントである誘導ロールモーメントが大きくな
りすぎ、やはり飛しょうが不安定になってしまう問題が
あった。
装置では、飛しょう体に印加される加速度指令がある値
以上になると、機械的な強度上の制限値以下であって
も、飛しょう状況によっては操舵翼３１で発生できる力
が不足して必要な迎角αを発生できなくなるため、舵角
δが飽和して操舵翼３１による正常な制御ができず飛し
ょうが不安定になってしまう問題があった。また、迎角
αが大きすぎると、それによって発生するロール系への
外乱モーメントである誘導ロールモーメントが大きくな
りすぎ、やはり飛しょうが不安定になってしまう問題が
あった。
【０００５】この発明はかかる問題を解決するためにな
されたものであり、飛しょう状況に応じて機械的な強度
上の制限のみならず空力制御的な制限を考慮した最大加
速度を計算し、飛しょう中に加速度リミッタの設定値を
変えられるようにすることによって、高旋回時でも制御
的に不安定にならないように飛しょうさせることを目的
とする。
されたものであり、飛しょう状況に応じて機械的な強度
上の制限のみならず空力制御的な制限を考慮した最大加
速度を計算し、飛しょう中に加速度リミッタの設定値を
変えられるようにすることによって、高旋回時でも制御
的に不安定にならないように飛しょうさせることを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明による自動操縦
装置は、飛しょう時の速度及び高度の情報を用いてその
条件において安定に発生可能な最大加速度を計算する計
算器と、飛しょう体に印加する加速度指令をそのリミッ
ト値に応じて制限できる可変加速度リミッタを持つ。
装置は、飛しょう時の速度及び高度の情報を用いてその
条件において安定に発生可能な最大加速度を計算する計
算器と、飛しょう体に印加する加速度指令をそのリミッ
ト値に応じて制限できる可変加速度リミッタを持つ。
【０００７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１を示すブロック図である。図において１は
この発明による自動操縦装置全体を示し、２はそのリミ
ット値を変更できる可変加速度リミッタ、３は飛しょう
体に搭載された計器などで検出された飛しょう時の速度
及び高度の情報からその条件で制御的に安定な範囲で発
生可能な最大加速度を計算する加速度リミット計算器で
ある。４は飛しょう体を所定の方向に誘導飛しょうさせ
るために誘導装置６で検出された誘導信号から、実際に
飛しょう体を制御するために必要な加速度指令を計算す
る航法計算器、５はリミッタ２を経由した加速度指令に
応じ、飛しょう体の加速度や角速度などの情報を用い
て、操舵翼を制御する操舵装置７への舵角指令を計算す
る舵角指令計算器である。また、８は舵角指令計算器５
で必要な飛しょう体の運動を検出する慣性センサ、９は
飛しょう速度を検出する速度計、１０は飛しょう時の高
度を計測する高度計である。
実施の形態１を示すブロック図である。図において１は
この発明による自動操縦装置全体を示し、２はそのリミ
ット値を変更できる可変加速度リミッタ、３は飛しょう
体に搭載された計器などで検出された飛しょう時の速度
及び高度の情報からその条件で制御的に安定な範囲で発
生可能な最大加速度を計算する加速度リミット計算器で
ある。４は飛しょう体を所定の方向に誘導飛しょうさせ
るために誘導装置６で検出された誘導信号から、実際に
飛しょう体を制御するために必要な加速度指令を計算す
る航法計算器、５はリミッタ２を経由した加速度指令に
応じ、飛しょう体の加速度や角速度などの情報を用い
て、操舵翼を制御する操舵装置７への舵角指令を計算す
る舵角指令計算器である。また、８は舵角指令計算器５
で必要な飛しょう体の運動を検出する慣性センサ、９は
飛しょう速度を検出する速度計、１０は飛しょう時の高
度を計測する高度計である。
【０００８】一般に、飛しょう体がある飛しょう状況の
中で制御的に安定に発生できる最大の加速度は、その時
の動圧と空力特性データから“数１”のように求められ
る。ここで、ＣN は機体が発生する機軸直交方向の力に
関する空力係数で、地上での風洞試験結果などから“数
２”のように、マッハ数と迎角と舵角の関数として表す
ことができる。また、動圧は“数３”のように空気密度
と飛しょう速度から計算される。
中で制御的に安定に発生できる最大の加速度は、その時
の動圧と空力特性データから“数１”のように求められ
る。ここで、ＣN は機体が発生する機軸直交方向の力に
関する空力係数で、地上での風洞試験結果などから“数
２”のように、マッハ数と迎角と舵角の関数として表す
ことができる。また、動圧は“数３”のように空気密度
と飛しょう速度から計算される。
【０００９】
【数１】
【００１０】
【数２】
【００１１】
【数３】
【００１２】さらに、マッハ数は飛しょう速度と大気温
度から“数４”のように計算できる。ここで、空気密度
及び大気温度はＪＩＳ規格等にも記載されている標準大
気のモデルにより、高度情報からそれぞれ例えば“数
５”、“数６”のように計算できる。
度から“数４”のように計算できる。ここで、空気密度
及び大気温度はＪＩＳ規格等にも記載されている標準大
気のモデルにより、高度情報からそれぞれ例えば“数
５”、“数６”のように計算できる。
【００１３】
【数４】
【００１４】
【数５】
【００１５】
【数６】
【００１６】したがって、加速度リミット計算器３にお
いて、速度計９、高度計１０で検出された飛しょう時の
速度及び高度の情報を用いてマッハ数を推定するととも
に動圧を計算し、内部に記憶されている空力特性データ
を用いて迎角や舵角の制限を考慮した加速度リミット値
を“数７”のように計算できる。加速度リミッタ２では
リミット値をその値に設定することにより、実際に飛し
ょう体へ印加される加速度指令が制限されることにな
る。
いて、速度計９、高度計１０で検出された飛しょう時の
速度及び高度の情報を用いてマッハ数を推定するととも
に動圧を計算し、内部に記憶されている空力特性データ
を用いて迎角や舵角の制限を考慮した加速度リミット値
を“数７”のように計算できる。加速度リミッタ２では
リミット値をその値に設定することにより、実際に飛し
ょう体へ印加される加速度指令が制限されることにな
る。
【００１７】
【数７】
【００１８】なお上記説明では、高度、速度をそれぞれ
を直接検出する計器からの情報としたが、慣性装置が搭
載されている場合は、そこで計算された速度及び高度情
報を用いても同等の構成で実現できる。
を直接検出する計器からの情報としたが、慣性装置が搭
載されている場合は、そこで計算された速度及び高度情
報を用いても同等の構成で実現できる。
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば、飛しょう中の速度及
び高度の情報を得ることにより、その飛しょう状況に応
じて制御的に安定な範囲で発生可能な最大加速度を計算
して加速度指令リミッタの設定値を変えることができ、
過大な指令が与えられないようにすることで高旋回時の
飛しょうを安定にさせる効果がある。
び高度の情報を得ることにより、その飛しょう状況に応
じて制御的に安定な範囲で発生可能な最大加速度を計算
して加速度指令リミッタの設定値を変えることができ、
過大な指令が与えられないようにすることで高旋回時の
飛しょうを安定にさせる効果がある。
【図１】 この発明による自動操縦装置の実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図２】 従来の自動操縦装置を示す図である。
【図３】 一般的な飛しょう体の加速度発生状況を示す
図である。
図である。
２ 可変加速度リミッタ、３ 加速度リミット計算器、
４ 航法計算器、５舵角指令計算器、６ 誘導装置、７
操舵装置、８ 慣性センサ、９ 速度計、１０ 高度
計。
４ 航法計算器、５舵角指令計算器、６ 誘導装置、７
操舵装置、８ 慣性センサ、９ 速度計、１０ 高度
計。
Claims (1)
- 【請求項１】 操舵翼を制御することで旋回加速度を発
生させ所望の方向に飛しょうさせることのできる飛しょ
う体において、飛しょう時の速度及び高度の情報を用い
て加速度指令のリミット値を計算する計算器と、飛しょ
う体に印加する加速度指令を上記リミット値に応じて制
限できる可変加速度リミッタとを備えたことを特徴とす
る飛しょう体の自動操縦装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10241385A JP2000074596A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 自動操縦装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10241385A JP2000074596A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 自動操縦装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000074596A true JP2000074596A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17073507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10241385A Pending JP2000074596A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 自動操縦装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000074596A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001055198A (ja) * | 1999-08-19 | 2001-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 自動操縦装置 |
| JP2016153706A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | 三菱重工業株式会社 | 飛しょう体誘導システム、飛しょう体誘導方法及びプログラム |
-
1998
- 1998-08-27 JP JP10241385A patent/JP2000074596A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001055198A (ja) * | 1999-08-19 | 2001-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 自動操縦装置 |
| JP2016153706A (ja) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | 三菱重工業株式会社 | 飛しょう体誘導システム、飛しょう体誘導方法及びプログラム |
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