JP2636189B2 - 飛しょう体の制御装置 - Google Patents
飛しょう体の制御装置Info
- Publication number
- JP2636189B2 JP2636189B2 JP26331494A JP26331494A JP2636189B2 JP 2636189 B2 JP2636189 B2 JP 2636189B2 JP 26331494 A JP26331494 A JP 26331494A JP 26331494 A JP26331494 A JP 26331494A JP 2636189 B2 JP2636189 B2 JP 2636189B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- subtractor
- controller
- flying object
- steering
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、応答速度の異なる２組
の機体運動操作手段（機動手段）を有する飛しょう体の
制御装置に関する。
の機体運動操作手段（機動手段）を有する飛しょう体の
制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の飛しょう体は、その機体運動操作
（機動）方式として、前翼、後翼操舵方式といった空力
操舵方式や、スラストベクトル制御方式、サイドスラス
タ方式等の種々の方式の中から一種のみを採用してい
る。従ってその制御方式も図８に示すような単純なもの
であった。
（機動）方式として、前翼、後翼操舵方式といった空力
操舵方式や、スラストベクトル制御方式、サイドスラス
タ方式等の種々の方式の中から一種のみを採用してい
る。従ってその制御方式も図８に示すような単純なもの
であった。
【０００３】すなわち、減算器１は加速度センサ４の出
力と機動指令０１ｓを受け、その誤差信号１ｓを積分制
御器２へ送る。積分制御器２からの出力の機動指令２ｓ
は機動手段３へ送られる。図中７ｓは達成機体運動（達
成機動）（加速度）である。
力と機動指令０１ｓを受け、その誤差信号１ｓを積分制
御器２へ送る。積分制御器２からの出力の機動指令２ｓ
は機動手段３へ送られる。図中７ｓは達成機体運動（達
成機動）（加速度）である。
【０００４】ところが最近では、誘導精度を向上するの
に飛しょう体機動の応答性を速くすることが効果的なこ
とから空力操舵にサイドスラスタを追加したり、空力操
舵の翼を飛しょう体の前後に配して、それを同時に同方
向操舵することにより直接揚力を得るなど、機動手段を
２組以上備える試みが成されるようになってきた。この
ような飛しょう体における制御方式は未だ確立されてい
ないが図９に示すように、減算器１の出力を配分器５
ａ，５ｂで所定の一定比率で配分し、積分型制御器２
ａ，２ｂを経て機動手段３ａ、機動手段３ｂへそれぞれ
送るのが一般的な手法であった。
に飛しょう体機動の応答性を速くすることが効果的なこ
とから空力操舵にサイドスラスタを追加したり、空力操
舵の翼を飛しょう体の前後に配して、それを同時に同方
向操舵することにより直接揚力を得るなど、機動手段を
２組以上備える試みが成されるようになってきた。この
ような飛しょう体における制御方式は未だ確立されてい
ないが図９に示すように、減算器１の出力を配分器５
ａ，５ｂで所定の一定比率で配分し、積分型制御器２
ａ，２ｂを経て機動手段３ａ、機動手段３ｂへそれぞれ
送るのが一般的な手法であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、通常２組の
機動手段のうちの１方は応答が速いが機動レベルが小さ
く、残り１方は応答が遅いが機動レベルが大きいという
性質を有している。また、コストを比較すると、単位機
動出力（加速度）あたりのエネルギ消費量は応答の速い
方が他方に比べかなり大きい。このような機動手段の組
み合わせに対して、前述のような指令を一定比率で配分
するような制御方式を適用すると、定常的な指令入力で
低速の機動手段で十分達成できるところを高速機動手段
が使用されるためにコスト高となったり、大きな指令入
力にうまく追従できなかったりという問題があった。
機動手段のうちの１方は応答が速いが機動レベルが小さ
く、残り１方は応答が遅いが機動レベルが大きいという
性質を有している。また、コストを比較すると、単位機
動出力（加速度）あたりのエネルギ消費量は応答の速い
方が他方に比べかなり大きい。このような機動手段の組
み合わせに対して、前述のような指令を一定比率で配分
するような制御方式を適用すると、定常的な指令入力で
低速の機動手段で十分達成できるところを高速機動手段
が使用されるためにコスト高となったり、大きな指令入
力にうまく追従できなかったりという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。
するため次の手段を講ずる。
【０００７】すなわち、飛しょう体の制御装置として、
飛しょう体の機体運動を検出する加速度センサと、機体
運動指令信号および上記加速度センサの出力を受け誤差
信号を出力する減算器と、同減算器の出力を受ける比例
型制御器と、同比例型制御器の出力を受ける高速応答の
第１の機体運動操作手段と、上記減算器の出力を受ける
積分型制御器と、同積分型制御器の出力を受ける低速応
答の第２の機体運動操作手段とを設ける。
飛しょう体の機体運動を検出する加速度センサと、機体
運動指令信号および上記加速度センサの出力を受け誤差
信号を出力する減算器と、同減算器の出力を受ける比例
型制御器と、同比例型制御器の出力を受ける高速応答の
第１の機体運動操作手段と、上記減算器の出力を受ける
積分型制御器と、同積分型制御器の出力を受ける低速応
答の第２の機体運動操作手段とを設ける。
【０００８】
【作用】上記手段において、誤差信号は比例型制御器を
経て高速応答の第１の機体運動操作手段に送られる。ま
たこれと並列に誤差信号は積分型制御器を経て低速応答
の第２の機体運動操作手段に送られる。
経て高速応答の第１の機体運動操作手段に送られる。ま
たこれと並列に誤差信号は積分型制御器を経て低速応答
の第２の機体運動操作手段に送られる。
【０００９】例えばステップ型の指令信号が入力された
場合、積分型制御器の出力はゆっくり立ち上るので、こ
の低速応答の第２機体運動操作手段の応答はゆっくり立
ち上り所定値に近ずく型となる。
場合、積分型制御器の出力はゆっくり立ち上るので、こ
の低速応答の第２機体運動操作手段の応答はゆっくり立
ち上り所定値に近ずく型となる。
【００１０】一方、比例型制御器は誤差信号に比例した
信号を出力するので、高速応答の第１の機体運動操作手
段の応答は急に立ち上りしだいにレベルが低下して行く
型となる。飛しょう体としての機械運動は、これらの和
となるので、ステップ型に近い応答をし、追従性が非常
に良くなる。
信号を出力するので、高速応答の第１の機体運動操作手
段の応答は急に立ち上りしだいにレベルが低下して行く
型となる。飛しょう体としての機械運動は、これらの和
となるので、ステップ型に近い応答をし、追従性が非常
に良くなる。
【００１１】
（１）本発明の第１実施例を図１〜図５により説明す
る。
る。
【００１２】理解の便を図るため、基本的なことを初め
に説明する。図１にて、機動指令０１ｓは減算器１に加
算入力される。加速度センサ４の出力は減算器１に減算
入力される。減算器１の出力は比例制御器２を経て第１
の機動手段３ａに送られる。また減算器１の出力は積分
型制御器６を経て第２の機動手段３ｂに送られる。図中
１６は機体運動による合成を示す。
に説明する。図１にて、機動指令０１ｓは減算器１に加
算入力される。加速度センサ４の出力は減算器１に減算
入力される。減算器１の出力は比例制御器２を経て第１
の機動手段３ａに送られる。また減算器１の出力は積分
型制御器６を経て第２の機動手段３ｂに送られる。図中
１６は機体運動による合成を示す。
【００１３】以上の構成において、機動指令０１ｓとし
て、例えば図２（ａ）に示すようなステップ状の指令信
号が入力された場合、飛しょう体の機動している加速度
が加速度センサ４で検出されたものが減算器１で比較さ
れて、誤差信号１ｓが出力される。この誤差信号１ｓは
比例型と積分型の２つの制御器２，６に入力され、それ
ぞれ第１の機動手段３ａと第２の機動手段３ｂに機動指
令２ｓ，６ｓが出力される。
て、例えば図２（ａ）に示すようなステップ状の指令信
号が入力された場合、飛しょう体の機動している加速度
が加速度センサ４で検出されたものが減算器１で比較さ
れて、誤差信号１ｓが出力される。この誤差信号１ｓは
比例型と積分型の２つの制御器２，６に入力され、それ
ぞれ第１の機動手段３ａと第２の機動手段３ｂに機動指
令２ｓ，６ｓが出力される。
【００１４】その際、比例型制御器２は誤差信号に比例
した出力を行うので、第１の機動手段３ａは図２（ａ）
に示すような立ち上りの速い応答３ａｓ（機動）をする
が、制御器が比例型のため、定常的には機動レベルが低
下していく。一方、第２の機動手段３ｂは積分型制御器
６の出力を受けるので図２（ｂ）に示すように立ち上り
は遅いが、定常的には安定した応答３ｂｓを行うことが
できる。飛しょう体としての機動１ａｓは２組の機動手
段３ａ，３ｂの出力の和になるので、図２（ｃ）に示す
ようなステップ型の機動となる。
した出力を行うので、第１の機動手段３ａは図２（ａ）
に示すような立ち上りの速い応答３ａｓ（機動）をする
が、制御器が比例型のため、定常的には機動レベルが低
下していく。一方、第２の機動手段３ｂは積分型制御器
６の出力を受けるので図２（ｂ）に示すように立ち上り
は遅いが、定常的には安定した応答３ｂｓを行うことが
できる。飛しょう体としての機動１ａｓは２組の機動手
段３ａ，３ｂの出力の和になるので、図２（ｃ）に示す
ようなステップ型の機動となる。
【００１５】このようにして、機動指令に対し追従性の
良い応答を行うことができ、誘導精度の向上がえられ
る。
良い応答を行うことができ、誘導精度の向上がえられ
る。
【００１６】以上述べたことを視点を変えて述べれば、
第１の機動手段３ａと第２の機動手段３ｂへの指令配分
を指令の周波数帯域に応じて適正に配分するのが特徴で
ある。それを分り易く示したのが図３（ａ）の正弦波入
力に対する応答（同図（ｂ）〜（ｃ））である。高速応
答を必要とする正弦波状指令への追従は第１の機動手段
３ａが受け持ち（同図（ｂ））、定常的なバイアス分へ
の追従は第２の機動手段３ｂが受け持つ（同図
（ｃ））。その結果、機動指令０１ｓによく追従した機
動（同図（ｄ））がえられる。
第１の機動手段３ａと第２の機動手段３ｂへの指令配分
を指令の周波数帯域に応じて適正に配分するのが特徴で
ある。それを分り易く示したのが図３（ａ）の正弦波入
力に対する応答（同図（ｂ）〜（ｃ））である。高速応
答を必要とする正弦波状指令への追従は第１の機動手段
３ａが受け持ち（同図（ｂ））、定常的なバイアス分へ
の追従は第２の機動手段３ｂが受け持つ（同図
（ｃ））。その結果、機動指令０１ｓによく追従した機
動（同図（ｄ））がえられる。
【００１７】上記の基本を組込んだ、図４に示すような
後翼１９ａを操舵するとともにサイドスラスタ１５ａを
持つ飛しょう体３０につき説明する。
後翼１９ａを操舵するとともにサイドスラスタ１５ａを
持つ飛しょう体３０につき説明する。
【００１８】図５にて、機動指令０１ｓと加速度センサ
４の出力が減算器１に送られる。減算器１の出力はサイ
ドスラスタ用比例型制御器２を経てサイドスラスタバル
ブ制御器１４へ送られる。サイドスラスタバルブ制御器
１４の出力はサイドスラスタ１５（第１の機動手段）へ
送られる。
４の出力が減算器１に送られる。減算器１の出力はサイ
ドスラスタ用比例型制御器２を経てサイドスラスタバル
ブ制御器１４へ送られる。サイドスラスタバルブ制御器
１４の出力はサイドスラスタ１５（第１の機動手段）へ
送られる。
【００１９】一方、減算器１の出力は加算器１１を経
て、後翼操舵用積分型制御器６へ送られる。積分型制御
器６の出力は減算器１２、レート制御器１８を順次経て
操舵装置１９へ送られる。またレートセンサ１７の出力
は減算器１２に減算入力される。サイドスラスタバルブ
制御器１４の出力はサイドスラスタ機動観測器１０を経
て加算器１１へ送られる。なお図中２０は飛しょう体３
０の運動を示す。
て、後翼操舵用積分型制御器６へ送られる。積分型制御
器６の出力は減算器１２、レート制御器１８を順次経て
操舵装置１９へ送られる。またレートセンサ１７の出力
は減算器１２に減算入力される。サイドスラスタバルブ
制御器１４の出力はサイドスラスタ機動観測器１０を経
て加算器１１へ送られる。なお図中２０は飛しょう体３
０の運動を示す。
【００２０】以上において、具体的な演算内容は基本的
には図１に示した基本ブロック図の通りであるが、飛し
ょう体３０の姿勢制御のためのレート制御ループ（レー
トセンサ１７の部分）の追加が、実際への適用には必要
である。また制御器の内容も積分型は単なる積分、比例
型は単なるゲインというのではなく制御対象の飛しょう
体３０の特性に応じて調整されたものとなる。さらに図
中破線で示したループ（サイドスラスタ機動観測器１０
の部分）の追加により、後翼操舵の定常特性をよくする
ことができる。
には図１に示した基本ブロック図の通りであるが、飛し
ょう体３０の姿勢制御のためのレート制御ループ（レー
トセンサ１７の部分）の追加が、実際への適用には必要
である。また制御器の内容も積分型は単なる積分、比例
型は単なるゲインというのではなく制御対象の飛しょう
体３０の特性に応じて調整されたものとなる。さらに図
中破線で示したループ（サイドスラスタ機動観測器１０
の部分）の追加により、後翼操舵の定常特性をよくする
ことができる。
【００２１】なお図４の（ｂ）はサイドスラスタによる
高速応答機動を、（ｃ）は後翼操舵による低速応答機動
を示す。
高速応答機動を、（ｃ）は後翼操舵による低速応答機動
を示す。
【００２２】上記では後翼操舵とサイドスラスタによる
ものを述べたが、次のものにも同様に実施できる。
ものを述べたが、次のものにも同様に実施できる。
【００２３】（１）前翼操舵＋サイドスラスタ、（２）
ＴＶＣ（スラストベクトル制御）＋サイドスラスタ、
（３）後翼操舵＋主翼操舵 （２）本発明の第２実施例を図６、図７により説明す
る。図６（ａ）に示すように後翼１９ａと前翼２２ａを
操舵する飛しょう体３０において、次のように構成され
る。
ＴＶＣ（スラストベクトル制御）＋サイドスラスタ、
（３）後翼操舵＋主翼操舵 （２）本発明の第２実施例を図６、図７により説明す
る。図６（ａ）に示すように後翼１９ａと前翼２２ａを
操舵する飛しょう体３０において、次のように構成され
る。
【００２４】図７にて、減算器１は機動指令０１ｓと加
速度センサ４の出力を受ける。減算器１の出力は双操舵
用比例型制御器２を経て前翼操舵装置２２へ送られる。
また減算器１の出力は加算器１１、後翼操舵用積分型制
御器６を順次経て加減算器１２ａに加算入力される。こ
の加減算器１２ａは双操舵用比例型制御器２の出力を加
算入力し、レートセンサ１７の出力を減算入力する。加
減算器１２ａの出力はレート制御器１８、加算器２３を
順次経て後翼操舵装置１９へ送られる。双操舵用比例型
制御器２の出力は後翼配分器１３を経て加算器２３へ送
られる。
速度センサ４の出力を受ける。減算器１の出力は双操舵
用比例型制御器２を経て前翼操舵装置２２へ送られる。
また減算器１の出力は加算器１１、後翼操舵用積分型制
御器６を順次経て加減算器１２ａに加算入力される。こ
の加減算器１２ａは双操舵用比例型制御器２の出力を加
算入力し、レートセンサ１７の出力を減算入力する。加
減算器１２ａの出力はレート制御器１８、加算器２３を
順次経て後翼操舵装置１９へ送られる。双操舵用比例型
制御器２の出力は後翼配分器１３を経て加算器２３へ送
られる。
【００２５】また双操舵用比例型制御器２の出力は双操
舵機動観測器１０を経て加算器１１へ送られる。なお図
中２０は飛しょう体３０の運動を示す。
舵機動観測器１０を経て加算器１１へ送られる。なお図
中２０は飛しょう体３０の運動を示す。
【００２６】図６（ｂ），（ｃ）は飛しょう体３０の機
動の様子を示したものである。前・後翼２２ａ，１９ａ
を同時同相に操舵することにより直接揚力を発生するこ
とができるので高速応答が可能となる。後翼１９ａのみ
（又は前翼のみ）を操舵することにより機体を回転させ
て迎角を発生し機動することもできる。但しこの場合の
応答は遅い。
動の様子を示したものである。前・後翼２２ａ，１９ａ
を同時同相に操舵することにより直接揚力を発生するこ
とができるので高速応答が可能となる。後翼１９ａのみ
（又は前翼のみ）を操舵することにより機体を回転させ
て迎角を発生し機動することもできる。但しこの場合の
応答は遅い。
【００２７】図７の制御装置は第１実施例と同等である
が、高速機動が前後翼同時操舵によって達成されるた
め、高速機動用比例制御器２出力が前後翼に配分されて
いる点が実施例１と異なる。また、双操舵時に迎角の発
生を抑えるため、レート指令発生器２１の出力をレート
コマンドに印加させるという点も異なっている。
が、高速機動が前後翼同時操舵によって達成されるた
め、高速機動用比例制御器２出力が前後翼に配分されて
いる点が実施例１と異なる。また、双操舵時に迎角の発
生を抑えるため、レート指令発生器２１の出力をレート
コマンドに印加させるという点も異なっている。
【００２８】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、飛しょう体の応答性向上及び、機動エネルギの節約
が可能となり、誘導精度の向上と射程の延伸が可能とな
る。
ば、飛しょう体の応答性向上及び、機動エネルギの節約
が可能となり、誘導精度の向上と射程の延伸が可能とな
る。
【図１】本発明の第１実施例の基本ブロック図である。
【図２】同実施例の作用説明図である。
【図３】同実施例の作用説明図である。
【図４】同実施例の作用説明図である。
【図５】同実施例の詳細ブロック図である。
【図６】本発明の第２実施例の作用説明図である。
【図７】同実施例の詳細ブロック図である。
【図８】従来の第１例のブロック図である。
【図９】同従来の第２例のブロック図である。
１ 減算器 ２ 比例制御器 ３ａ 第１の機動手段 ３ｂ 第２の機動手段 ４ 加速度センサ ６ 積分型制御器 １０ 双操舵機動観測器 １０ａ サイドスラスタ機動観測器 １１ 加算器 １２ 減算器 １２ａ 加減算器 １３ 後翼配分器 １４ サイドスラスタバルブ制御器 １５，１５ａ サイドスラスタ １７ レートセンサ １８ レート制御器 １９ 後翼操舵装置 １９ａ 後翼 ２２ 前翼操舵装置 ２２ａ 前翼 ３０ 飛しょう体
Claims (1)
- 【請求項１】 飛しょう体の機体運動を検出する加速度
センサと、機体運動指令信号および上記加速度センサの
出力を受け誤差信号を出力する減算器と、同減算器の出
力を受ける比例型制御器と、同比例型制御器の出力を受
ける高速応答の第１の機体運動操作手段と、上記減算器
の出力を受ける積分型制御器と、同積分型制御器の出力
を受ける低速応答の第２の機体運動操作手段とを備えて
なることを特徴とする飛しょう体の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26331494A JP2636189B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 飛しょう体の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26331494A JP2636189B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 飛しょう体の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08105700A JPH08105700A (ja) | 1996-04-23 |
| JP2636189B2 true JP2636189B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=17387763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26331494A Expired - Lifetime JP2636189B2 (ja) | 1994-10-04 | 1994-10-04 | 飛しょう体の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2636189B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5995734B2 (ja) * | 2013-01-28 | 2016-09-21 | 三菱重工業株式会社 | 飛しょう体の制御装置、飛しょう体及び飛しょう体の制御方法 |
-
1994
- 1994-10-04 JP JP26331494A patent/JP2636189B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08105700A (ja) | 1996-04-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3645038B2 (ja) | 航空機の飛行制御装置 | |
| US5001646A (en) | Automated helicopter flight control system | |
| JP4289795B2 (ja) | 制限された極座標対地速度指令によるヘリコプタの航法 | |
| AU2005322595A1 (en) | Systems and methods for controlling dynamic systems | |
| US20210034073A1 (en) | Aerial vehicles and control therefor | |
| JP2636189B2 (ja) | 飛しょう体の制御装置 | |
| CN105094144A (zh) | 一种无人飞艇自适应抗风路径跟踪控制方法 | |
| JPS6444510A (en) | Robot control device | |
| JPH04316994A (ja) | 双操舵飛しょう体の制御方法 | |
| US3710086A (en) | Servo system employing switching type feedback | |
| JPH11139392A (ja) | 水中航走体舵制御方式 | |
| JP2518245B2 (ja) | 車両用後輪操舵装置 | |
| JPH0820391A (ja) | 船舶の操船システム | |
| JPH0437838Y2 (ja) | ||
| Dong et al. | Design of heading control system for USV based on MOOS-IvP | |
| JP2739698B2 (ja) | 飛しょう体の制御方法 | |
| JP3484830B2 (ja) | オートパイロット装置 | |
| JP2001201300A (ja) | 誘導飛しょう体 | |
| JPH01217200A (ja) | 誘導飛しょう体 | |
| SU561936A1 (ru) | Система автоматического управлени пространственным разворотом объекта | |
| JPH01260299A (ja) | 前翼と後翼とを備えた飛しよう体 | |
| JP2003172600A (ja) | 双操舵飛しょう体の制御装置 | |
| JPS6312099U (ja) | ||
| JP2002166897A (ja) | 人工衛星の姿勢制御装置 | |
| JP2503525B2 (ja) | 飛しよう体の飛行制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |