JP2596376B2 - アンテナの駆動制御装置 - Google Patents
アンテナの駆動制御装置Info
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Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアンテナの駆動制御装置
に関り、特に人工衛星に搭載されたアンテナの指向方向
の制御を行う駆動制御装置に関する。
に関り、特に人工衛星に搭載されたアンテナの指向方向
の制御を行う駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】人工衛星に搭載されたアンテナの指向方
向の制御は、一般には人工衛星本体の姿勢制御で可能で
あるが、近年のマルチビーム衛星通信方式では、人工衛
星本体の姿勢制御だけでは不十分であり、アンテナの反
射鏡自体を駆動制御することにより、より指向方向の高
精度な制御が必要とされる。
向の制御は、一般には人工衛星本体の姿勢制御で可能で
あるが、近年のマルチビーム衛星通信方式では、人工衛
星本体の姿勢制御だけでは不十分であり、アンテナの反
射鏡自体を駆動制御することにより、より指向方向の高
精度な制御が必要とされる。
【０００３】このため、人工衛星に搭載されたアンテナ
を、地上局からのＲＦビーコン波をＲＦセンサで受け、
ここで信号処理して誤差を検出し、この誤差信号が零と
なるように駆動回路を制御してアンテナ駆動機構を制御
する駆動制御装置が従来より知られている（例えば、塚
田栄一他、「衛星搭載用アンテナ駆動制御装置の開
発」、日本機械学会論文集（Ｃ編）、５３巻４８９号、
１０４７頁〜１０５２頁、昭和６２年５月）。
を、地上局からのＲＦビーコン波をＲＦセンサで受け、
ここで信号処理して誤差を検出し、この誤差信号が零と
なるように駆動回路を制御してアンテナ駆動機構を制御
する駆動制御装置が従来より知られている（例えば、塚
田栄一他、「衛星搭載用アンテナ駆動制御装置の開
発」、日本機械学会論文集（Ｃ編）、５３巻４８９号、
１０４７頁〜１０５２頁、昭和６２年５月）。
【０００４】図４は上記の従来のアンテナの駆動制御装
置の一例の構成図を示す。同図において、このアンテナ
駆動制御装置は、アンテナ指向角誤差センサ１、アンテ
ナ駆動制御回路２０及びアクチュエータ４からなり、ア
クチュエータ４によりアンテナ機構６を駆動制御する構
成である。アンテナ駆動制御回路２０は積分器２１、リ
ードラグフィルタ２２及び加算器２３よりなる。また、
アンテナ機構６はアンテナと、このアンテナを支持する
支持ブームなどからなり、支持ブームがアクチュエータ
４により駆動される構造とされている。
置の一例の構成図を示す。同図において、このアンテナ
駆動制御装置は、アンテナ指向角誤差センサ１、アンテ
ナ駆動制御回路２０及びアクチュエータ４からなり、ア
クチュエータ４によりアンテナ機構６を駆動制御する構
成である。アンテナ駆動制御回路２０は積分器２１、リ
ードラグフィルタ２２及び加算器２３よりなる。また、
アンテナ機構６はアンテナと、このアンテナを支持する
支持ブームなどからなり、支持ブームがアクチュエータ
４により駆動される構造とされている。
【０００５】この従来装置の動作について説明する。ア
ンテナ指向角誤差センサ１は地上局から指示されたアン
テナ目標指向角情報と、アンテナ機構６の実際のアンテ
ナ指向角情報ｆとの誤差を計測し、その計測誤差である
アンテナ指向角誤差信号ｂをアンテナ駆動制御回路２０
内の積分器２１及びリードラグフィルタ２２にそれぞれ
入力する。
ンテナ指向角誤差センサ１は地上局から指示されたアン
テナ目標指向角情報と、アンテナ機構６の実際のアンテ
ナ指向角情報ｆとの誤差を計測し、その計測誤差である
アンテナ指向角誤差信号ｂをアンテナ駆動制御回路２０
内の積分器２１及びリードラグフィルタ２２にそれぞれ
入力する。
【０００６】アンテナ駆動制御回路２０は積分器２１に
よりアンテナ指向角誤差信号ｂの定常オフセットを除去
し、またリードラグフィルタ２２により系の安定化を図
り、これら積分器２１とリードラグフィルタ２２の各出
力信号を加算器２３で合成して、アンテナ指向角誤差信
号ｂを零とするような制御信号ｇを生成し、この制御信
号ｇをアクチュエータ４に入力してこれを駆動する。
よりアンテナ指向角誤差信号ｂの定常オフセットを除去
し、またリードラグフィルタ２２により系の安定化を図
り、これら積分器２１とリードラグフィルタ２２の各出
力信号を加算器２３で合成して、アンテナ指向角誤差信
号ｂを零とするような制御信号ｇを生成し、この制御信
号ｇをアクチュエータ４に入力してこれを駆動する。
【０００７】アクチュエータ４は加算点５で外乱トルク
ｅと加算されたトルクでアンテナ機構６を機械的に駆動
し、アンテナ方向を制御する。なお、ここでの外乱トル
クｅとは、アンテナに作用する太陽光圧など宇宙空間特
有の外乱である。
ｅと加算されたトルクでアンテナ機構６を機械的に駆動
し、アンテナ方向を制御する。なお、ここでの外乱トル
クｅとは、アンテナに作用する太陽光圧など宇宙空間特
有の外乱である。
【０００８】ここで、上記のアクチュエータ５とアンテ
ナ機構６とは例えば図５に示すような構成とされてい
る。同図中、図４と同一構成部分には同一符号を付して
ある。図５において、衛星本体１０に受信器１１が取り
付けられると共に、アンテナ支持ブーム６２の先端部付
近にアンテナ６１が取り付けられている。
ナ機構６とは例えば図５に示すような構成とされてい
る。同図中、図４と同一構成部分には同一符号を付して
ある。図５において、衛星本体１０に受信器１１が取り
付けられると共に、アンテナ支持ブーム６２の先端部付
近にアンテナ６１が取り付けられている。
【０００９】アンテナ支持ブーム６２と共に前記アンテ
ナ機構６を構成するアンテナ６１には、アンテナ６１の
指向方向を測定するアンテナ指向角誤差センサ１が設け
られている。アンテナ支持ブーム６２の他端部は衛星本
体１０に取り付けられると共に、アクチュエータ３の回
転駆動によりその他端部を中心として位置が回転変移さ
れる構造とされている。
ナ機構６を構成するアンテナ６１には、アンテナ６１の
指向方向を測定するアンテナ指向角誤差センサ１が設け
られている。アンテナ支持ブーム６２の他端部は衛星本
体１０に取り付けられると共に、アクチュエータ３の回
転駆動によりその他端部を中心として位置が回転変移さ
れる構造とされている。
【００１０】このような構造とすることにより、アンテ
ナ駆動メカニズムが衛星本体１０内に格納されるため、
駆動機器の集中化が可能となり、人工衛星全体の軽量化
が図られるが、衛星本体１０に搭載されたアンテナ６１
がアンテナ駆動用アクチュエータ３との間に柔軟なアン
テナ支持ブーム６２を介して結合されているため、この
アンテナ支持ブーム６２の柔軟性からアンテナ指向角誤
差を計測するためのアンテナ指向角誤差センサ１がアン
テナ駆動用アクチュエータ３と同配置（これをコロケー
ションと呼ぶ）でなくなるという特徴がある。
ナ駆動メカニズムが衛星本体１０内に格納されるため、
駆動機器の集中化が可能となり、人工衛星全体の軽量化
が図られるが、衛星本体１０に搭載されたアンテナ６１
がアンテナ駆動用アクチュエータ３との間に柔軟なアン
テナ支持ブーム６２を介して結合されているため、この
アンテナ支持ブーム６２の柔軟性からアンテナ指向角誤
差を計測するためのアンテナ指向角誤差センサ１がアン
テナ駆動用アクチュエータ３と同配置（これをコロケー
ションと呼ぶ）でなくなるという特徴がある。
【００１１】アンテナ支持ブーム６２が完全に剛体であ
るならば、アクチュエータ３の回転角に比例してアンテ
ナ６１の指向角が変化するが、アンテナ支持ブーム６２
は人工衛星の打ち上げ時の負荷軽減のためできるだけ軽
量化すべく柔軟な材質で構成されているため、アクチュ
エータ３とアンテナ指向角誤差センサ１との間にコロケ
ーションが成立しなくなる。このことから、このアクチ
ュエータ３とアンテナ指向角誤差センサ１の組み合わせ
によって、系を安定化することは一般に困難であるとい
われている。
るならば、アクチュエータ３の回転角に比例してアンテ
ナ６１の指向角が変化するが、アンテナ支持ブーム６２
は人工衛星の打ち上げ時の負荷軽減のためできるだけ軽
量化すべく柔軟な材質で構成されているため、アクチュ
エータ３とアンテナ指向角誤差センサ１との間にコロケ
ーションが成立しなくなる。このことから、このアクチ
ュエータ３とアンテナ指向角誤差センサ１の組み合わせ
によって、系を安定化することは一般に困難であるとい
われている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記の従来
のアンテナの駆動制御装置では、アンテナ指向角誤差信
号ｂを入力とするアンテナ駆動制御回路２０が図４に示
したように積分器２１、リードラグフィルタ２２及び加
算器２３のみから構成されているため、図５に示したよ
うに、アンテナ６１の指向角をアクチュエータ３によっ
て制御する場合、アクチュエータ３によってアンテナ支
持ブーム６２に振動が励起され、アンテナ６１の指向精
度に悪影響を及ぼし、高帯域で高精度なアンテナの指向
方向制御の実現が困難であるばかりでなく、アンテナ６
１やアンテナ支持ブーム６２の振動特性が変化した場合
には、安定にアンテナ６１の指向方向制御を続けること
が難しいという問題がある。
のアンテナの駆動制御装置では、アンテナ指向角誤差信
号ｂを入力とするアンテナ駆動制御回路２０が図４に示
したように積分器２１、リードラグフィルタ２２及び加
算器２３のみから構成されているため、図５に示したよ
うに、アンテナ６１の指向角をアクチュエータ３によっ
て制御する場合、アクチュエータ３によってアンテナ支
持ブーム６２に振動が励起され、アンテナ６１の指向精
度に悪影響を及ぼし、高帯域で高精度なアンテナの指向
方向制御の実現が困難であるばかりでなく、アンテナ６
１やアンテナ支持ブーム６２の振動特性が変化した場合
には、安定にアンテナ６１の指向方向制御を続けること
が難しいという問題がある。
【００１３】なお、従来、アンテナの指向角を直接検出
できる機械共振系の対象に対して、アンテナの機械共振
周波数近傍とその他の周波数領域とに分け、各々に専用
の制御器と各々の周波数領域の検出信号のみを通過させ
る濾波器と各々の周波数領域の制御信号のみを通過させ
る濾波器とを接続し、各々の領域毎に分離した制御を行
うことにより制御ループの安定化と振動の能動的減衰と
を同時に達成するようにした装置も知られているが（特
開昭６０−７７２０５号公報）、このものは多数の制御
器と濾波器が必要で、構成が複雑高価となり、またアン
テナの指向角を直接検出する必要がある。
できる機械共振系の対象に対して、アンテナの機械共振
周波数近傍とその他の周波数領域とに分け、各々に専用
の制御器と各々の周波数領域の検出信号のみを通過させ
る濾波器と各々の周波数領域の制御信号のみを通過させ
る濾波器とを接続し、各々の領域毎に分離した制御を行
うことにより制御ループの安定化と振動の能動的減衰と
を同時に達成するようにした装置も知られているが（特
開昭６０−７７２０５号公報）、このものは多数の制御
器と濾波器が必要で、構成が複雑高価となり、またアン
テナの指向角を直接検出する必要がある。
【００１４】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
簡単な構成により、アンテナ機構駆動用アクチュエータ
とアンテナ指向角誤差検出センサの擬似的なコロケーシ
ョン周波数特性を実現し得るアンテナの駆動制御装置を
提供することを目的とする。
簡単な構成により、アンテナ機構駆動用アクチュエータ
とアンテナ指向角誤差検出センサの擬似的なコロケーシ
ョン周波数特性を実現し得るアンテナの駆動制御装置を
提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、支持部材に支持されているアンテナを支持
部材を介して変移させるアクチュエータと、アンテナの
指向角の目標指向角に対する誤差を検出してアンテナ指
向角誤差信号を出力するアンテナ指向角誤差センサと、
アンテナ指向角誤差信号が入力され、前記誤差を最小と
する信号を出力するアンテナ駆動制御回路と、アンテナ
駆動制御回路の出力信号に対して、支持部材の１次固有
角周波数ωｎよりも低い角周波数に反共振角周波数ωｒ
を持ち、かつ、伝達関数が ａ０（ｓ２＋２ζｒωｒｓ＋ωｒ ２）／（ａｎｓｎ＋ａｎ−１ｓｎ−１ ＋・・・＋ａ１ｓ＋ａ０） （ただし、ａ０〜ａｎは定数、ｎは２以上の整数、ζｒ
は反共振減衰係数、ｓはラプラス演算子）で表される特
性を付与して生成したアンテナ制御信号をアクチュエー
タに出力する反共振フィルタとを有する構成としたもの
である。
成するため、支持部材に支持されているアンテナを支持
部材を介して変移させるアクチュエータと、アンテナの
指向角の目標指向角に対する誤差を検出してアンテナ指
向角誤差信号を出力するアンテナ指向角誤差センサと、
アンテナ指向角誤差信号が入力され、前記誤差を最小と
する信号を出力するアンテナ駆動制御回路と、アンテナ
駆動制御回路の出力信号に対して、支持部材の１次固有
角周波数ωｎよりも低い角周波数に反共振角周波数ωｒ
を持ち、かつ、伝達関数が ａ０（ｓ２＋２ζｒωｒｓ＋ωｒ ２）／（ａｎｓｎ＋ａｎ−１ｓｎ−１ ＋・・・＋ａ１ｓ＋ａ０） （ただし、ａ０〜ａｎは定数、ｎは２以上の整数、ζｒ
は反共振減衰係数、ｓはラプラス演算子）で表される特
性を付与して生成したアンテナ制御信号をアクチュエー
タに出力する反共振フィルタとを有する構成としたもの
である。
【００１６】
【作用】本発明では、アンテナ駆動制御回路の出力信号
を、アンテナ支持部材の特性を考慮した反共振フィルタ
を介してアンテナ指向角駆動用アクチュエータに供給す
ることにより、反共振フィルタの持つダンピング特性に
よりアンテナ支持部材の振動を励起するようなアクチュ
エータ動作を抑制することができ、アクチュエータとア
ンテナ指向角誤差検出用センサの擬似的なコロケーショ
ン周波数特性を実現することができる。
を、アンテナ支持部材の特性を考慮した反共振フィルタ
を介してアンテナ指向角駆動用アクチュエータに供給す
ることにより、反共振フィルタの持つダンピング特性に
よりアンテナ支持部材の振動を励起するようなアクチュ
エータ動作を抑制することができ、アクチュエータとア
ンテナ指向角誤差検出用センサの擬似的なコロケーショ
ン周波数特性を実現することができる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の実施例について、図１乃至図
３と共に説明する。図１は本発明の一実施例の構成図を
示す。同図中、図４と同一構成部分には同一符号を付し
てある。本実施例は図１に示すように、アンテナ指向角
誤差信号ｂを生成出力するアンテナ指向角誤差センサ１
と、アンテナ指向角誤差信号ｂを入力信号として受け、
アンテナ指向角誤差信号ｂを零とするような信号ｃを生
成出力するアンテナ駆動制御回路２と、信号ｃを入力信
号として受けアンテナ制御信号ｄを生成出力する反共振
フィルタ３と、このアンテナ制御信号ｄにより駆動され
ることにより、加算点５を介してアンテナ機構６のアン
テナの指向方向を機械的に制御するアクチュエータ４と
より構成されている。
３と共に説明する。図１は本発明の一実施例の構成図を
示す。同図中、図４と同一構成部分には同一符号を付し
てある。本実施例は図１に示すように、アンテナ指向角
誤差信号ｂを生成出力するアンテナ指向角誤差センサ１
と、アンテナ指向角誤差信号ｂを入力信号として受け、
アンテナ指向角誤差信号ｂを零とするような信号ｃを生
成出力するアンテナ駆動制御回路２と、信号ｃを入力信
号として受けアンテナ制御信号ｄを生成出力する反共振
フィルタ３と、このアンテナ制御信号ｄにより駆動され
ることにより、加算点５を介してアンテナ機構６のアン
テナの指向方向を機械的に制御するアクチュエータ４と
より構成されている。
【００１８】アンテナ指向角誤差信号ｂを生成出力する
アンテナ指向角誤差センサ１は例えば、ＲＦセンサが用
いられ、アクチュエータ４としてはステッピングモータ
などを使用し得る。
アンテナ指向角誤差センサ１は例えば、ＲＦセンサが用
いられ、アクチュエータ４としてはステッピングモータ
などを使用し得る。
【００１９】すなわち、本実施例はアンテナ駆動制御回
路２とアクチュエータ４との間に反共振フィルタ３を設
けた点に特徴を有する。この反共振フィルタ３はアンテ
ナ機構６を構成している、図５に示した支持ブーム６２
の１次固有振動数ωａ よりも低い角周波数ωｒ に反
共振角周波数を持つようにした構成のフィルタで、その
伝達関数Ｆはラプラス演算子ｓを用いて Ｆ＝ａ０（ｓ２＋２ζｒωｒｓ＋ωｒ ２）／（ａｎｓｎ＋ａｎ−１ｓｎ−１ ＋・・・＋ａ１ｓ＋ａ０） （１） で表される。ここで、ａ0〜ａnは定数で、ｎは２以上の
整数で、また、ζｒは反共振減衰係数、ζｎは減衰係数
パラメータである。
路２とアクチュエータ４との間に反共振フィルタ３を設
けた点に特徴を有する。この反共振フィルタ３はアンテ
ナ機構６を構成している、図５に示した支持ブーム６２
の１次固有振動数ωａ よりも低い角周波数ωｒ に反
共振角周波数を持つようにした構成のフィルタで、その
伝達関数Ｆはラプラス演算子ｓを用いて Ｆ＝ａ０（ｓ２＋２ζｒωｒｓ＋ωｒ ２）／（ａｎｓｎ＋ａｎ−１ｓｎ−１ ＋・・・＋ａ１ｓ＋ａ０） （１） で表される。ここで、ａ0〜ａnは定数で、ｎは２以上の
整数で、また、ζｒは反共振減衰係数、ζｎは減衰係数
パラメータである。
【００２０】このような反共振フィルタ３は例えば図２
に示す如き構成により実現される。図２において、この
反共振フィルタ３は、増幅器３１で入力信号をωｎ ２倍
に増幅した後３分岐し、その内第１の信号は増幅器３２
を介して演算器３６に入力し、第２の信号は増幅器３
３、減算器３４及び積分器３５を介して演算器３６に供
給して増幅器３２及び３８の各出力信号との演算を行わ
せ、この演算器３６の出力信号を積分器３７を介して加
算器４０に供給して前記増幅器３１から取り出されて分
岐された第３の信号と加算して出力すると共に、積分器
３７の出力信号を増幅器３８に入力し、かつ、増幅器３
９を介して減算器３４に入力する構成である。
に示す如き構成により実現される。図２において、この
反共振フィルタ３は、増幅器３１で入力信号をωｎ ２倍
に増幅した後３分岐し、その内第１の信号は増幅器３２
を介して演算器３６に入力し、第２の信号は増幅器３
３、減算器３４及び積分器３５を介して演算器３６に供
給して増幅器３２及び３８の各出力信号との演算を行わ
せ、この演算器３６の出力信号を積分器３７を介して加
算器４０に供給して前記増幅器３１から取り出されて分
岐された第３の信号と加算して出力すると共に、積分器
３７の出力信号を増幅器３８に入力し、かつ、増幅器３
９を介して減算器３４に入力する構成である。
【００２１】ここで、上記の増幅器３２の伝達関数は２
（ζｒωｒ−ζｎωｎ）、増幅器３３のそれは（ωｒ ２
−ωｎ ２）、増幅器３８のそれは２ζｎωｎ 、増幅器
３９のそれはω２であり、積分器３５及び３７の伝達関
数は、それぞれ（１／ｓ）で表される。これにより、こ
の反共振フィルタ３全体の伝達関数は、 ωｎ ２（ｓ２＋２ζｒωｒｓ＋ωｒ ２）／（ｓ２＋２ζ
ｎωｎｓ＋ωｎ ２） で表される。すなわち、この伝達関数は（１）式の伝達
関数において、ｎ＝２、ａ1／ａ2＝２ζｎωｎ、ａ０／
ａ2＝ωｎ ２としたときの値に相当する。
（ζｒωｒ−ζｎωｎ）、増幅器３３のそれは（ωｒ ２
−ωｎ ２）、増幅器３８のそれは２ζｎωｎ 、増幅器
３９のそれはω２であり、積分器３５及び３７の伝達関
数は、それぞれ（１／ｓ）で表される。これにより、こ
の反共振フィルタ３全体の伝達関数は、 ωｎ ２（ｓ２＋２ζｒωｒｓ＋ωｒ ２）／（ｓ２＋２ζ
ｎωｎｓ＋ωｎ ２） で表される。すなわち、この伝達関数は（１）式の伝達
関数において、ｎ＝２、ａ1／ａ2＝２ζｎωｎ、ａ０／
ａ2＝ωｎ ２としたときの値に相当する。
【００２２】次に、本実施例の動作について説明する。
図１において、地上局からのアンテナ目標指向角情報ａ
とアンテナ機構６の実際のアンテナ指向角ｆとの誤差を
示すアンテナ指向角誤差信号ｂがアンテナ指向角誤差セ
ンサ１により検出されてアンテナ駆動制御回路２へ供給
される。アンテナ駆動制御回路２はこのアンテナ指向角
誤差信号ｂが零となるような信号ｃを生成して反共振フ
ィルタ３に入力する。
図１において、地上局からのアンテナ目標指向角情報ａ
とアンテナ機構６の実際のアンテナ指向角ｆとの誤差を
示すアンテナ指向角誤差信号ｂがアンテナ指向角誤差セ
ンサ１により検出されてアンテナ駆動制御回路２へ供給
される。アンテナ駆動制御回路２はこのアンテナ指向角
誤差信号ｂが零となるような信号ｃを生成して反共振フ
ィルタ３に入力する。
【００２３】反共振フィルタ３はこの制御回路出力信号
ｃに対して位相補償を行ってアンテナ制御信号ｄを生成
し、このアンテナ制御信号ｄをアクチュエータ３へ出力
する。アクチュエータ３は従来装置と同様に、加算点５
で外乱トルクｅと加算されるトルクを発生してアンテナ
機構６を駆動制御する。
ｃに対して位相補償を行ってアンテナ制御信号ｄを生成
し、このアンテナ制御信号ｄをアクチュエータ３へ出力
する。アクチュエータ３は従来装置と同様に、加算点５
で外乱トルクｅと加算されるトルクを発生してアンテナ
機構６を駆動制御する。
【００２４】ここで、本実施例の動作を明確にするた
め、アンテナ駆動制御回路１として比例ゲインのみを用
い、前記反共振フィルタ３として図２に示した構成のフ
ィルタを使用し、かつ、反共振減衰係数ζｒ＝０．０
５、減衰係数パラメータζｎ＝１としたときの、本実施
例の開ループ周波数特性のボード線図は、図３に示され
る。図３（Ａ）は縦軸をゲイン、横軸を周波数で表した
ボード線図、同図（Ｂ）は縦軸を位相、横軸を周波数で
表したボード線図で、ωｒ＝２π×１．５［ｒａｄ／
ｓ］、ωｎ＝２π×１０［ｒａｄ／ｓ］である。
め、アンテナ駆動制御回路１として比例ゲインのみを用
い、前記反共振フィルタ３として図２に示した構成のフ
ィルタを使用し、かつ、反共振減衰係数ζｒ＝０．０
５、減衰係数パラメータζｎ＝１としたときの、本実施
例の開ループ周波数特性のボード線図は、図３に示され
る。図３（Ａ）は縦軸をゲイン、横軸を周波数で表した
ボード線図、同図（Ｂ）は縦軸を位相、横軸を周波数で
表したボード線図で、ωｒ＝２π×１．５［ｒａｄ／
ｓ］、ωｎ＝２π×１０［ｒａｄ／ｓ］である。
【００２５】図３（Ａ）及び（Ｂ）から明らかなよう
に、図５に示したアンテナ支持ブーム６２の１次共振周
波数よりも低い周波数である１．５Ｈｚに、反共振フィ
ルタ３により作られた反共振点が存在する。
に、図５に示したアンテナ支持ブーム６２の１次共振周
波数よりも低い周波数である１．５Ｈｚに、反共振フィ
ルタ３により作られた反共振点が存在する。
【００２６】この結果、本実施例によれば、反共振フィ
ルタ３を追加するという簡単な回路構成により、反共振
フィルタ３のダンピング特性の効果によって系の位相が
まず進んでから遅れるというセンサ・アクチュエータの
コロケーションが成立した系の特性と等価な周波数特性
を持つため、アンテナ駆動制御回路２として用いた比例
ゲインを適当に調整するだけで、このアンテナ駆動制御
装置を容易に安定化することができる。
ルタ３を追加するという簡単な回路構成により、反共振
フィルタ３のダンピング特性の効果によって系の位相が
まず進んでから遅れるというセンサ・アクチュエータの
コロケーションが成立した系の特性と等価な周波数特性
を持つため、アンテナ駆動制御回路２として用いた比例
ゲインを適当に調整するだけで、このアンテナ駆動制御
装置を容易に安定化することができる。
【００２７】更に、本実施例では、反共振フィルタ３で
作る反共振点をアンテナ支持ブーム６２の共振点よりも
ある程度低く設定することで、仮にアンテナ支持ブーム
６２の共振点が変動した場合でも、そのパラメータ変動
に対してアンテナ駆動制御回路２が不安定にならず、あ
る一定の性能を保つことができる（すなわち、ロバスト
性を有する）。
作る反共振点をアンテナ支持ブーム６２の共振点よりも
ある程度低く設定することで、仮にアンテナ支持ブーム
６２の共振点が変動した場合でも、そのパラメータ変動
に対してアンテナ駆動制御回路２が不安定にならず、あ
る一定の性能を保つことができる（すなわち、ロバスト
性を有する）。
【００２８】なお、上記の実施例では人工衛星に搭載し
たアンテナについて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば航空機、自動車その他の移動
体などに搭載されたアンテナにも適用することができる
ものである。
たアンテナについて説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば航空機、自動車その他の移動
体などに搭載されたアンテナにも適用することができる
ものである。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
反共振フィルタをアンテナ駆動制御回路の出力側に挿入
するだけで、反共振フィルタに含まれるダンピング特性
の効果によって、アンテナ指向角駆動用アクチュエータ
とアンテナ指向角誤差検出用センサの擬似的なコロケー
ション周波数特性を実現することができるため、アンテ
ナを支持する支持部材の振動特性がアンテナ指向角に及
ぼす影響や、更にアンテナの構造パラメータの変化が及
ぼす影響などに対してロバスト化できるため、支持ブー
ムの振動特性やアンテナのパラメータ変動に影響され
ず、高帯域で（すなわち、高速の追従制御性を有し）、
かつ、高精度なアンテナ指向角制御が従来に比し簡単な
回路構成で実現できる。
反共振フィルタをアンテナ駆動制御回路の出力側に挿入
するだけで、反共振フィルタに含まれるダンピング特性
の効果によって、アンテナ指向角駆動用アクチュエータ
とアンテナ指向角誤差検出用センサの擬似的なコロケー
ション周波数特性を実現することができるため、アンテ
ナを支持する支持部材の振動特性がアンテナ指向角に及
ぼす影響や、更にアンテナの構造パラメータの変化が及
ぼす影響などに対してロバスト化できるため、支持ブー
ムの振動特性やアンテナのパラメータ変動に影響され
ず、高帯域で（すなわち、高速の追従制御性を有し）、
かつ、高精度なアンテナ指向角制御が従来に比し簡単な
回路構成で実現できる。
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】反共振フィルタの一実施例の構成図である。
【図３】図１の実施例のボード線図の一例である。
【図４】従来装置の一例の構成図である。
【図５】アンテナ機構の一例を説明する概略構成図であ
る。
る。
１ アンテナ指向角誤差センサ ２ アンテナ駆動制御回路 ３ 反共振フィルタ ４ アクチュエータ ６ アンテナ機構 １０ 衛星本体 １１ 受信器 ６１ アンテナ ６２ アンテナ支持ブーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 3/12 ３０５ Ｇ０５Ｄ 3/12 ３０５Ｖ // Ｇ０５Ｄ 1/08 1/08 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 支持部材に支持されているアンテナを該
支持部材を介して変移させるアクチュエータと、 前記アンテナの指向角の目標指向角に対する誤差を検出
してアンテナ指向角誤差信号を出力するアンテナ指向角
誤差センサと、 該アンテナ指向角誤差信号が入力され、前記誤差を最小
とする信号を出力するアンテナ駆動制御回路と、 該アンテナ駆動制御回路の出力信号に対して、前記支持
部材の１次固有角周波数ωｎよりも低い角周波数に反共
振角周波数ωｒを持ち、かつ、伝達関数が ａ０（ｓ２＋２ζｒωｒｓ＋ωｒ ２）／（ａｎｓｎ＋ａｎ−１ｓｎ−１ ＋・・・＋ａ１ｓ＋ａ０） （ただし、ａ０〜ａｎは定数、ｎは２以上の整数、ζｒ
は反共振減衰係数、ｓはラプラス演算子）で表される特
性を付与して生成したアンテナ制御信号を前記アクチュ
エータに出力する反共振フィルタとを有することを特徴
とするアンテナの駆動制御装置。 - 【請求項２】 前記支持部材は、人工衛星の衛星本体に
一端が取り付けられ、他端に前記アンテナを固定する柔
軟性支持ブームであり、前記アクチュエータにより回転
駆動制御されることを特徴とする請求項１記載のアンテ
ナの駆動制御装置。 - 【請求項３】 支持部材に支持されているアンテナを該
支持部材を介して変移させるアクチュエータと、 前記アンテナの指向角の目標指向角に対する誤差を検出
してアンテナ指向角誤差信号を出力するアンテナ指向角
誤差センサと、 該アンテナ指向角誤差信号が入力され、前記誤差を最小
とする信号を出力するアンテナ駆動制御回路と、 該アンテナ駆動制御回路の出力信号に対して、第１の増
幅器で入力信号をω 2 n 倍に増幅した後第１乃至第３の
信号に３分岐し、そのうち第１の信号は伝達関数２（ζ
ｒ ω ｒ −ζ ｎ ω ｎ ）（ただし、ω ｎ は前記支持部材の１
次固有角周波数 、ω ｒ は反共振角周波数でω ｎ ＞ω ｒ 、
ζ ｎ は減衰係数パラメータ、ζ ｒ は反共振減衰係数）の
第２の増幅器を介して演算器に入力し、前記第２の信号
は伝達関数（ω ｒ ２ −ω ｎ ２ ）の第３の増幅器、減算器
及び第１の積分器を介して前記演算器に供給し、前記演
算器の出力信号は第２の積分器を通して加算器に供給し
て前記第３の信号と加算し、前記第２の積分器の出力信
号を伝達関数２ζ ｎ ω ｎ の第４の増幅器と伝達関数ω ｎ
２ の第５の増幅器にそれぞれ供給し、該第４の増幅器の
出力信号は前記演算器に供給して前記第２の増幅器の出
力信号と前記第１の積分器の出力信号との演算を行わ
せ、該第５の増幅器の出力信号は前記減算器に供給して
前記第３の増幅器の出力信号との減算を行わせ、前記加
算器から所定の特性を付与して生成したアンテナ制御信
号を取り出して前記アクチュエータに出力する反共振フ
ィルタと を有することを特徴とするアンテナの駆動制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6163254A JP2596376B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | アンテナの駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6163254A JP2596376B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | アンテナの駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH088630A JPH088630A (ja) | 1996-01-12 |
| JP2596376B2 true JP2596376B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=15770306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6163254A Expired - Fee Related JP2596376B2 (ja) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | アンテナの駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596376B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW200915019A (en) * | 2007-09-07 | 2009-04-01 | Nat University Corp Yokohama Nat University | Drive control method, drive control apparatus, stage control method, stage control apparatus, exposure method, exposure apparatus and measuring apparatus |
| FR2922051A1 (fr) * | 2007-10-04 | 2009-04-10 | Axess Europ S A | Systeme d'antenne embarque de poursuite de satellite avec controle de polarisation |
| JP5635741B2 (ja) * | 2008-04-22 | 2014-12-03 | 株式会社ミツトヨ | 追尾式レーザ干渉計 |
| JP5605539B2 (ja) * | 2009-12-15 | 2014-10-15 | 日本電気株式会社 | 移動体位置推定追尾装置、移動体位置推定追尾方法、及び移動体位置推定追尾プログラム |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS516637A (ja) * | 1974-07-05 | 1976-01-20 | Anritsu Electric Co Ltd | Shikoseikuchusentoritsukeso |
| JPS6077205A (ja) * | 1983-10-04 | 1985-05-01 | Mitsubishi Electric Corp | サ−ボ装置 |
| JPS61269404A (ja) * | 1985-05-24 | 1986-11-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アンテナ駆動装置 |
| JPH02283128A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-20 | Fujitsu General Ltd | 衛星放送受信アンテナ調整用信号検出回路 |
| JPH0613812A (ja) * | 1992-06-24 | 1994-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アンテナ副反射鏡指向方向制御装置 |
-
1994
- 1994-06-22 JP JP6163254A patent/JP2596376B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088630A (ja) | 1996-01-12 |
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|---|---|---|---|
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