JP2778620B2 - 人工衛星の姿勢制御装置 - Google Patents
人工衛星の姿勢制御装置Info
- Publication number
- JP2778620B2 JP2778620B2 JP7086740A JP8674095A JP2778620B2 JP 2778620 B2 JP2778620 B2 JP 2778620B2 JP 7086740 A JP7086740 A JP 7086740A JP 8674095 A JP8674095 A JP 8674095A JP 2778620 B2 JP2778620 B2 JP 2778620B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- attitude
- signal
- satellite
- control
- torque
- 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 - Fee Related
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 206010034719 Personality change Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、大型アンテナを搭載す
る通信衛星やマニピュレータを搭載する宇宙ロボットな
どのような人工衛星本体の姿勢を制御する姿勢制御装置
に関するものである。
る通信衛星やマニピュレータを搭載する宇宙ロボットな
どのような人工衛星本体の姿勢を制御する姿勢制御装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の人工衛星の姿勢制御装置では、姿
勢制御に用いられるアクチュエータの応答速度が遅くか
つ出力可能トルクに制限があるために、衛星に搭載され
る大型アンテナやロボットアームなどを高速駆動した場
合には、衛星姿勢を一定に維持することが困難となるた
め、それらの駆動速度には大きな制限がある。
勢制御に用いられるアクチュエータの応答速度が遅くか
つ出力可能トルクに制限があるために、衛星に搭載され
る大型アンテナやロボットアームなどを高速駆動した場
合には、衛星姿勢を一定に維持することが困難となるた
め、それらの駆動速度には大きな制限がある。
【０００３】図３は従来の大型アンテナやマニピュレー
タを搭載する人工衛星の姿勢制御装置のブロック図であ
る。図３において、１００はアンテナやマニピュレータ
などの可動部を搭載した人工衛星、１０１は衛星姿勢制
御用ホイールならびにホイール駆動部、１０２は可動部
に取り付けられた駆動角と駆動角速度に対する検出器、
１０３は検出した駆動角と駆動角速度からフィードフォ
ワード補償信号を発生するためのフィードフォワード演
算器、１０４は衛星の姿勢角誤差からフィードバック補
償項を算出するためのフィードバック演算器である。
タを搭載する人工衛星の姿勢制御装置のブロック図であ
る。図３において、１００はアンテナやマニピュレータ
などの可動部を搭載した人工衛星、１０１は衛星姿勢制
御用ホイールならびにホイール駆動部、１０２は可動部
に取り付けられた駆動角と駆動角速度に対する検出器、
１０３は検出した駆動角と駆動角速度からフィードフォ
ワード補償信号を発生するためのフィードフォワード演
算器、１０４は衛星の姿勢角誤差からフィードバック補
償項を算出するためのフィードバック演算器である。
【０００４】通常、アンテナやマニピュレータなど衛星
に搭載された可動部を駆動した場合には可動部の駆動に
伴い人工衛星１００の姿勢が大きく変動するため、フィ
ードバック演算器１０４によって人工衛星１００の姿勢
角変動に対する抑制制御を行うが、可動部が大型でしか
も高速に駆動する場合にはフィードバック演算器１０４
による補償だけでは姿勢角変動を十分に補償できないた
め、図３に示した従来装置では、アンテナなど可動部の
駆動角ならびに駆動角速度を駆動角／駆動角速度検出器
１０２によって検出した上で、可動部が発生する外乱を
キャンセルするための信号を補償するためのフィードフ
ォワード演算器１０３をフィードバック補償器１０４に
加えて人工衛星の姿勢制御装置を構成する。
に搭載された可動部を駆動した場合には可動部の駆動に
伴い人工衛星１００の姿勢が大きく変動するため、フィ
ードバック演算器１０４によって人工衛星１００の姿勢
角変動に対する抑制制御を行うが、可動部が大型でしか
も高速に駆動する場合にはフィードバック演算器１０４
による補償だけでは姿勢角変動を十分に補償できないた
め、図３に示した従来装置では、アンテナなど可動部の
駆動角ならびに駆動角速度を駆動角／駆動角速度検出器
１０２によって検出した上で、可動部が発生する外乱を
キャンセルするための信号を補償するためのフィードフ
ォワード演算器１０３をフィードバック補償器１０４に
加えて人工衛星の姿勢制御装置を構成する。
【０００５】このときフィードバック演算器１０４はＰ
Ｉ（比例積分）制御器によって構成し、人工衛星１００
の衛星姿勢角信号と姿勢角指令値の差から得られる姿勢
角誤差を基にして制御信号を発生する。またフィードフ
ォワード演算器１０３では、衛星に搭載された可動部の
駆動角と駆動角速度から可動部の持つ角運動量を算出
し、それをフィードフォワード補償として発生する構成
をとる。そのため衛星姿勢角制御用ホイールならびにホ
イール駆動部１０１に対しては、フィードバック演算器
１０４が出力する制御信号からフィードフォワード演算
器１０３が出力する信号を差し引いて入力することでホ
イール１０１を駆動し人工衛星１００に対して反作用ト
ルクを発生することで、人工衛星１００の姿勢制御を行
う。
Ｉ（比例積分）制御器によって構成し、人工衛星１００
の衛星姿勢角信号と姿勢角指令値の差から得られる姿勢
角誤差を基にして制御信号を発生する。またフィードフ
ォワード演算器１０３では、衛星に搭載された可動部の
駆動角と駆動角速度から可動部の持つ角運動量を算出
し、それをフィードフォワード補償として発生する構成
をとる。そのため衛星姿勢角制御用ホイールならびにホ
イール駆動部１０１に対しては、フィードバック演算器
１０４が出力する制御信号からフィードフォワード演算
器１０３が出力する信号を差し引いて入力することでホ
イール１０１を駆動し人工衛星１００に対して反作用ト
ルクを発生することで、人工衛星１００の姿勢制御を行
う。
【０００６】さらに図３の制御装置を基本とした人工衛
星の姿勢制御装置として、検出される姿勢角誤差とホー
ル角運動量ならびに衛星角運動量から同定した駆動部の
慣性モーメント値を修正することで、可動部の駆動時の
衛星姿勢変動を改善するようにした制御装置も知られて
いる（特開平４−１８９６９９）。
星の姿勢制御装置として、検出される姿勢角誤差とホー
ル角運動量ならびに衛星角運動量から同定した駆動部の
慣性モーメント値を修正することで、可動部の駆動時の
衛星姿勢変動を改善するようにした制御装置も知られて
いる（特開平４−１８９６９９）。
【０００７】またこのほかにも、宇宙ロボットの制御方
法に関し、マニピュレータが発生する外乱をあらかじめ
算出した上で、マニピュレータ駆動と同時に姿勢制御用
リアクションホイールにキャンセルトルクを発生させる
ことで衛星の姿勢変動を抑制するようにした制御装置な
ども知られている（特開昭６３−１５１５９９号公
報）。
法に関し、マニピュレータが発生する外乱をあらかじめ
算出した上で、マニピュレータ駆動と同時に姿勢制御用
リアクションホイールにキャンセルトルクを発生させる
ことで衛星の姿勢変動を抑制するようにした制御装置な
ども知られている（特開昭６３−１５１５９９号公
報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の人工衛星姿勢制御装置では、いずれも姿勢制御用
アクチュエータとしてリアクションホイールを用いて構
成されているため、衛星姿勢角制御用ホイールならびに
ホイール駆動部１０１に多大な応答遅れがあり、さらに
そのホイールの出力できる最大トルクには制限がある。
そのため駆動角／駆動角速度検出器１０２によってアン
テナなど可動部の駆動角情報などを検出した後に、その
発生トルク補償のための制御をフィードフォワード演算
器１０３によって行ったとしても、可動部が大型でかつ
高速に駆動した場合には、必ず人工衛星１００の姿勢変
動が生じてしまう。このとき可動部が発生する外乱が想
定値以上に大きくなった場合には、フィードバック演算
器１０４によって実現している人工衛星１００の姿勢制
御系が不安定となってしまうため、可動部の大きさと駆
動速度には厳しい制約条件があった。
従来の人工衛星姿勢制御装置では、いずれも姿勢制御用
アクチュエータとしてリアクションホイールを用いて構
成されているため、衛星姿勢角制御用ホイールならびに
ホイール駆動部１０１に多大な応答遅れがあり、さらに
そのホイールの出力できる最大トルクには制限がある。
そのため駆動角／駆動角速度検出器１０２によってアン
テナなど可動部の駆動角情報などを検出した後に、その
発生トルク補償のための制御をフィードフォワード演算
器１０３によって行ったとしても、可動部が大型でかつ
高速に駆動した場合には、必ず人工衛星１００の姿勢変
動が生じてしまう。このとき可動部が発生する外乱が想
定値以上に大きくなった場合には、フィードバック演算
器１０４によって実現している人工衛星１００の姿勢制
御系が不安定となってしまうため、可動部の大きさと駆
動速度には厳しい制約条件があった。
【０００９】それ故に本発明の課題は、可動部を駆動す
る前に駆動部が発生する角運動量を算出した上で、事前
にフィードフォワード補償を行うことで人工衛星本体の
高精度な姿勢制御を実現できる姿勢制御装置を提供する
ことにある。
る前に駆動部が発生する角運動量を算出した上で、事前
にフィードフォワード補償を行うことで人工衛星本体の
高精度な姿勢制御を実現できる姿勢制御装置を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、駆動指
令信号に応じて駆動される可動部を備えた人工衛星の姿
勢を姿勢制御用アクチュエータにより制御するようにし
た姿勢制御装置において、前記駆動指令信号と前記可動
部の慣性モーメントとに基づき前記可動部の角運動量を
算出し、前記角運動量をキャンセルするのに必要なトル
クを前記姿勢制御用アクチュエータから発生させるトル
ク補償手段と、前記可動部の駆動を前記トルクの発生よ
りも後にする駆動制御手段とを設けたことを特徴とする
人工衛星の姿勢制御装置が得られる。
令信号に応じて駆動される可動部を備えた人工衛星の姿
勢を姿勢制御用アクチュエータにより制御するようにし
た姿勢制御装置において、前記駆動指令信号と前記可動
部の慣性モーメントとに基づき前記可動部の角運動量を
算出し、前記角運動量をキャンセルするのに必要なトル
クを前記姿勢制御用アクチュエータから発生させるトル
ク補償手段と、前記可動部の駆動を前記トルクの発生よ
りも後にする駆動制御手段とを設けたことを特徴とする
人工衛星の姿勢制御装置が得られる。
【００１１】また本発明によれば、可動部を備えた人工
衛星の姿勢を制御するための姿勢制御用アクチュエータ
と、前記人工衛星の衛星姿勢角速度信号を検出する姿勢
角速度検出器と、前記衛星姿勢角速度信号を積分し衛星
姿勢角信号を推定するための積分器と、前記衛星姿勢角
速度信号と前記衛星姿勢角信号とをもとに前記人工衛星
の姿勢制御を行うための姿勢角制御信号を生成する姿勢
角制御器とを有する姿勢制御装置において、前記可動部
の駆動指令信号を発生するための駆動指令信号発生器
と、前記可動部の駆動によって前記可動部が発生する角
運動量をその慣性モーメントと前記駆動指令信号とから
算出し、前記角運動量に対する補償トルクを前記可動部
を駆動するより以前に発生する事前トルク補償器と、前
記可動部へ入力する前記駆動指令信号を前記事前トルク
補償器からの信号を基に切り替えるための可動部指令切
り替え器と、前記姿勢角制御信号と前記補償トルクを加
算し前記姿勢制御用アクチュエータに出力する制御信号
加算器とを具備したことを特徴とする人工衛星の姿勢制
御装置が得られる。
衛星の姿勢を制御するための姿勢制御用アクチュエータ
と、前記人工衛星の衛星姿勢角速度信号を検出する姿勢
角速度検出器と、前記衛星姿勢角速度信号を積分し衛星
姿勢角信号を推定するための積分器と、前記衛星姿勢角
速度信号と前記衛星姿勢角信号とをもとに前記人工衛星
の姿勢制御を行うための姿勢角制御信号を生成する姿勢
角制御器とを有する姿勢制御装置において、前記可動部
の駆動指令信号を発生するための駆動指令信号発生器
と、前記可動部の駆動によって前記可動部が発生する角
運動量をその慣性モーメントと前記駆動指令信号とから
算出し、前記角運動量に対する補償トルクを前記可動部
を駆動するより以前に発生する事前トルク補償器と、前
記可動部へ入力する前記駆動指令信号を前記事前トルク
補償器からの信号を基に切り替えるための可動部指令切
り替え器と、前記姿勢角制御信号と前記補償トルクを加
算し前記姿勢制御用アクチュエータに出力する制御信号
加算器とを具備したことを特徴とする人工衛星の姿勢制
御装置が得られる。
【００１２】
【作用】この発明における姿勢制御装置は、衛星搭載ア
ンテナやマニピュレータなど可動部を駆動する際に、そ
の発生角運動量を軌道上で同定を行った慣性モーメント
と駆動するための角速度指令信号から算出し、それをキ
ャンセルするためのトルクを事前に姿勢制御用アクチュ
エータから発生させることで、姿勢制御用アクチュエー
タの応答遅れを補償することができる。
ンテナやマニピュレータなど可動部を駆動する際に、そ
の発生角運動量を軌道上で同定を行った慣性モーメント
と駆動するための角速度指令信号から算出し、それをキ
ャンセルするためのトルクを事前に姿勢制御用アクチュ
エータから発生させることで、姿勢制御用アクチュエー
タの応答遅れを補償することができる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明を図面を参照しながら説明す
る。
る。
【００１４】図１は、本発明の一実施例による人工衛星
の姿勢制御装置を示すブロック図である。図１におい
て、１はアンテナやマニピュレータなどの可動部を搭載
した人工衛星、２はその人工衛星１に搭載されたアンテ
ナやマニピュレータなどの可動部、３は姿勢制御用アク
チュエータ、４は姿勢角速度検出器、５は衛星姿勢角推
定のための積分器、６は姿勢角制御器、７は事前トルク
補償器、８は駆動指令信号発生器、９は事前トルク補償
器から発生する指令制御信号によって可動部２に対して
与える駆動指令信号を切り替えるための可動部指令切り
替え器、１０は制御信号加算器である。なお可動部指令
切り替え器９は、駆動指令信号の可動部２への供給を指
令制御信号に応じて制御する信号供給制御手段として働
く。
の姿勢制御装置を示すブロック図である。図１におい
て、１はアンテナやマニピュレータなどの可動部を搭載
した人工衛星、２はその人工衛星１に搭載されたアンテ
ナやマニピュレータなどの可動部、３は姿勢制御用アク
チュエータ、４は姿勢角速度検出器、５は衛星姿勢角推
定のための積分器、６は姿勢角制御器、７は事前トルク
補償器、８は駆動指令信号発生器、９は事前トルク補償
器から発生する指令制御信号によって可動部２に対して
与える駆動指令信号を切り替えるための可動部指令切り
替え器、１０は制御信号加算器である。なお可動部指令
切り替え器９は、駆動指令信号の可動部２への供給を指
令制御信号に応じて制御する信号供給制御手段として働
く。
【００１５】人工衛星１と可動部２は、可動部を駆動し
ない場合には一体化した運動をするが、駆動指令信号発
生器８からひとたび駆動指令信号が出力され、可動指令
切り替え器９によって可動部２へ駆動指令信号が供給さ
れた場合には、可動部２からは可動部発生トルクが加わ
り、一方、人工衛星１からは衛星角加速度信号が可動部
２へ加えられる。この関係から、可動部２が駆動した場
合には発生する可動部発生トルクが人工衛星１には外乱
として作用するため、何らかの補償が無い限り、人工衛
星１の姿勢は変動してしまう。
ない場合には一体化した運動をするが、駆動指令信号発
生器８からひとたび駆動指令信号が出力され、可動指令
切り替え器９によって可動部２へ駆動指令信号が供給さ
れた場合には、可動部２からは可動部発生トルクが加わ
り、一方、人工衛星１からは衛星角加速度信号が可動部
２へ加えられる。この関係から、可動部２が駆動した場
合には発生する可動部発生トルクが人工衛星１には外乱
として作用するため、何らかの補償が無い限り、人工衛
星１の姿勢は変動してしまう。
【００１６】そこでまず事前トルク補償器７では、駆動
指令信号発生器８から発生されるアンテナやマニピュレ
ータなど可動部２の駆動角速度指令ωに応じて、あらか
じめ同定しておいた可動部２の慣性モーメントＪをもと
に可動部２が駆動時に発生する角運動量Ｌm をＬm ＝Ｊ
ωの関係から導出する。次に、その角運動量Ｌm を姿勢
制御用アクチュエータ３によってキャンセルするのに必
要なトルクを印加する時間を算出するのだが、姿勢制御
用アクチュエータ３には出力できるトルクに制限がある
ため、姿勢制御用アクチュエータ３が出力できる最大出
力トルクから姿勢角制御器６が出力すると思われるトル
クの最大値を差し引いた値を補償トルクＴo をあらかじ
め設定しておいた上で、可動部２が発生する発生角運動
量Ｌm をキャンセルするため、補償トルクＴo の印加時
間ｄｔを次の関係式から導出する。
指令信号発生器８から発生されるアンテナやマニピュレ
ータなど可動部２の駆動角速度指令ωに応じて、あらか
じめ同定しておいた可動部２の慣性モーメントＪをもと
に可動部２が駆動時に発生する角運動量Ｌm をＬm ＝Ｊ
ωの関係から導出する。次に、その角運動量Ｌm を姿勢
制御用アクチュエータ３によってキャンセルするのに必
要なトルクを印加する時間を算出するのだが、姿勢制御
用アクチュエータ３には出力できるトルクに制限がある
ため、姿勢制御用アクチュエータ３が出力できる最大出
力トルクから姿勢角制御器６が出力すると思われるトル
クの最大値を差し引いた値を補償トルクＴo をあらかじ
め設定しておいた上で、可動部２が発生する発生角運動
量Ｌm をキャンセルするため、補償トルクＴo の印加時
間ｄｔを次の関係式から導出する。
【００１７】 ｄｔ＝Ｊω／Ｔo （１） さらに事前トルク補償器７では、可動部２に対して与え
る駆動指令信号発生器８からの駆動指令を与える時刻を
制御し、事前トルク補償器７が補償トルクを発生した後
に必ず可動部２が駆動される構成とした。これは具体的
には、一定トルクＴo で指定した補償トルクを出力し始
めた時刻ｔo からｔs 秒後に可動部指令切り替え器９に
対して指令制御信号として切り替え信号を発生すること
で、可動部２に対して駆動指令信号発生器８からの駆動
指令信号を与えることを実現している。このときｔo ，
ｔs ，ｄｔの間の関係は、 ｔs ＝ｔo ＋０．７ｄｔ （２） である。
る駆動指令信号発生器８からの駆動指令を与える時刻を
制御し、事前トルク補償器７が補償トルクを発生した後
に必ず可動部２が駆動される構成とした。これは具体的
には、一定トルクＴo で指定した補償トルクを出力し始
めた時刻ｔo からｔs 秒後に可動部指令切り替え器９に
対して指令制御信号として切り替え信号を発生すること
で、可動部２に対して駆動指令信号発生器８からの駆動
指令信号を与えることを実現している。このときｔo ，
ｔs ，ｄｔの間の関係は、 ｔs ＝ｔo ＋０．７ｄｔ （２） である。
【００１８】結局、事前トルク補償器７では、（１）式
によるトルク印加時間ｄｔの導出と、一定な補償トルク
であるＴo ならびに指令制御信号として切り替え信号を
発生することで、可動部２の駆動の時刻を制御する働き
を持つ。切り替え信号を発生するとき、事前トルク補償
器７は指令制御信号発生手段として働く。
によるトルク印加時間ｄｔの導出と、一定な補償トルク
であるＴo ならびに指令制御信号として切り替え信号を
発生することで、可動部２の駆動の時刻を制御する働き
を持つ。切り替え信号を発生するとき、事前トルク補償
器７は指令制御信号発生手段として働く。
【００１９】一方、姿勢角制御器６では、姿勢角速度検
出器４によって検出された衛星姿勢角速度信号、ならび
に衛星姿勢角速度信号を積分器５によって積分すること
で得られる衛星姿勢角信号と姿勢角指令値の差による姿
勢角誤差信号をもとにＰＩＤ（比例積分微分）制御を行
い制御信号を発生する。
出器４によって検出された衛星姿勢角速度信号、ならび
に衛星姿勢角速度信号を積分器５によって積分すること
で得られる衛星姿勢角信号と姿勢角指令値の差による姿
勢角誤差信号をもとにＰＩＤ（比例積分微分）制御を行
い制御信号を発生する。
【００２０】この制御信号は事前トルク補償器７から補
償トルクが出力された場合には、制御信号加算器１０に
よって制御信号と補償トルクが足し合わされ姿勢制御用
アクチュエータ３へ入力される。姿勢制御用アクチュエ
ータでは制御信号加算器１０から出力される信号を基づ
いて人工衛星１に対してトルクを印加し、姿勢制御を行
う。
償トルクが出力された場合には、制御信号加算器１０に
よって制御信号と補償トルクが足し合わされ姿勢制御用
アクチュエータ３へ入力される。姿勢制御用アクチュエ
ータでは制御信号加算器１０から出力される信号を基づ
いて人工衛星１に対してトルクを印加し、姿勢制御を行
う。
【００２１】以上のように人工衛星の姿勢制御装置を構
成すると、可動部２をある程度高速に駆動しても人工衛
星１の姿勢変動を制御することが可能となる。
成すると、可動部２をある程度高速に駆動しても人工衛
星１の姿勢変動を制御することが可能となる。
【００２２】図２に可動部（アンテナ）を０．１°／ｓ
ｅｃで２°駆動した時に人工衛星の姿勢がどの様に変化
するかについて調べた結果を示す。図においてが可動
部２が駆動した時にＰＩＤ制御器によって構成された姿
勢角制御器６のみで人工衛星１の姿勢制御を行った場合
の姿勢変動、図３で示す従来手法を用いて可動部が駆
動されると同時にフィードフォワード演算器１０３によ
って補償を行った場合の姿勢変動、が本実施例の衛星
姿勢変動を示す。
ｅｃで２°駆動した時に人工衛星の姿勢がどの様に変化
するかについて調べた結果を示す。図においてが可動
部２が駆動した時にＰＩＤ制御器によって構成された姿
勢角制御器６のみで人工衛星１の姿勢制御を行った場合
の姿勢変動、図３で示す従来手法を用いて可動部が駆
動されると同時にフィードフォワード演算器１０３によ
って補償を行った場合の姿勢変動、が本実施例の衛星
姿勢変動を示す。
【００２３】図２の結果を見ると、可動部の駆動に対し
てまったくトルク補償を行わないの場合には明らかに
その姿勢変動が大きくなってしまっているのがわかる。
それに対しての従来手法の場合では、可動部の駆動と
同時ではあるが発生トルクに対して補償を行っているた
め、衛星の姿勢変動はに比べてかなり制御されている
ものの、本実施例を用いて得られたの結果と比較する
と、その効果は十分とは言えない。一方、本実施例で得
られたの結果では、事前トルク補償器７の効果が明ら
かに姿勢変動結果に現れており、の従来法と比較して
も優れた効果が得られることが分かる。
てまったくトルク補償を行わないの場合には明らかに
その姿勢変動が大きくなってしまっているのがわかる。
それに対しての従来手法の場合では、可動部の駆動と
同時ではあるが発生トルクに対して補償を行っているた
め、衛星の姿勢変動はに比べてかなり制御されている
ものの、本実施例を用いて得られたの結果と比較する
と、その効果は十分とは言えない。一方、本実施例で得
られたの結果では、事前トルク補償器７の効果が明ら
かに姿勢変動結果に現れており、の従来法と比較して
も優れた効果が得られることが分かる。
【００２４】このことから本実施例によれば、事前トル
ク補償器７によって可動部２が人工衛星１の姿勢変動に
及ぼす影響を抑制できることから、可動部２をある程度
自由に駆動できる人工衛星の姿勢制御装置が実現でき
る。
ク補償器７によって可動部２が人工衛星１の姿勢変動に
及ぼす影響を抑制できることから、可動部２をある程度
自由に駆動できる人工衛星の姿勢制御装置が実現でき
る。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の姿勢制御
装置によれば、アンテナなどの可動部の駆動よりも事前
にそのキャンセルトルクを人工衛星に加えておくこと
で、使用する姿勢制御系アクチュエータに応答遅れや出
力制限がある場合でも、駆動時に発生する衛星姿勢変動
を十分抑制することが可能になる。
装置によれば、アンテナなどの可動部の駆動よりも事前
にそのキャンセルトルクを人工衛星に加えておくこと
で、使用する姿勢制御系アクチュエータに応答遅れや出
力制限がある場合でも、駆動時に発生する衛星姿勢変動
を十分抑制することが可能になる。
【図１】本発明の一実施例による人工衛星の姿勢制御装
置を示すブロック図。
置を示すブロック図。
【図２】図１の姿勢制御装置を用いた場合の効果を説明
するための特性図。
するための特性図。
【図３】従来の人工衛星の姿勢制御装置の一例を示すブ
ロック図。
ロック図。
１ 人工衛星 ２ 可動部 ３ 姿勢制御用アクチュエータ ４ 姿勢角速度検出器 ５ 積分器 ６ 姿勢角制御器 ７ 事前トルク補償器 ８ 駆動指令信号発生器 ９ 可動部指令切り替え器 １０ 制御信号加算器 １００ 駆動部を搭載した人工衛星 １０１ 衛星姿勢制御用ホイールならびにホイール駆
動部 １０２ 可動部駆動角および駆動角速度検出器 １０３ フィードフォワード演算器 １０４ フィードバック演算器
動部 １０２ 可動部駆動角および駆動角速度検出器 １０３ フィードフォワード演算器 １０４ フィードバック演算器
Claims (3)
- 【請求項１】 駆動指令信号に応じて駆動される可動部
を備えた人工衛星の姿勢を姿勢制御用アクチュエータに
より制御するようにした姿勢制御装置において、前記駆
動指令信号と前記可動部の慣性モーメントとに基づき前
記可動部の角運動量を算出し、前記角運動量をキャンセ
ルするのに必要なトルクを前記姿勢制御用アクチュエー
タから発生させるトルク補償手段と、前記可動部の駆動
を前記トルクの発生よりも後にする駆動制御手段とを設
けたことを特徴とする人工衛星の姿勢制御装置。 - 【請求項２】 前記駆動制御手段は、前記トルクの発生
の後に指令制御信号を発生する指令制御信号発生手段
と、前記駆動指令信号の前記可動部への供給を前記指令
制御信号に応じて制御する信号供給制御手段とを含む請
求項１記載の人工衛星の姿勢制御装置。 - 【請求項３】 可動部を備えた人工衛星の姿勢を制御す
るための姿勢制御用アクチュエータと、前記人工衛星の
衛星姿勢角速度信号を検出する姿勢角速度検出器と、前
記衛星姿勢角速度信号を積分し衛星姿勢角信号を推定す
るための積分器と、前記衛星姿勢角速度信号と前記衛星
姿勢角信号とをもとに前記人工衛星の姿勢制御を行うた
めの姿勢角制御信号を生成する姿勢角制御器とを有する
姿勢制御装置において、前記可動部の駆動指令信号を発
生するための駆動指令信号発生器と、前記可動部の駆動
によって前記可動部が発生する角運動量をその慣性モー
メントと前記駆動指令信号とから算出し、前記角運動量
に対する補償トルクを前記可動部を駆動するより以前に
発生する事前トルク補償器と、前記可動部へ入力する前
記駆動指令信号を前記事前トルク補償器からの信号を基
に切り替えるための可動部指令切り替え器と、前記姿勢
角制御信号と前記補償トルクを加算し前記姿勢制御用ア
クチュエータに出力する制御信号加算器とを具備したこ
とを特徴とする人工衛星の姿勢制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7086740A JP2778620B2 (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | 人工衛星の姿勢制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7086740A JP2778620B2 (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | 人工衛星の姿勢制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08282598A JPH08282598A (ja) | 1996-10-29 |
| JP2778620B2 true JP2778620B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=13895212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7086740A Expired - Fee Related JP2778620B2 (ja) | 1995-04-12 | 1995-04-12 | 人工衛星の姿勢制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778620B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3185738B2 (ja) | 1997-12-25 | 2001-07-11 | 日本電気株式会社 | 移動物体の状態制御装置及びその状態制御方法 |
| CN103274059B (zh) * | 2013-05-30 | 2015-05-27 | 北京控制工程研究所 | 一种带运动有效载荷卫星的前馈力矩补偿方法 |
| CN108762283B (zh) * | 2018-05-08 | 2021-04-13 | 哈尔滨工业大学 | 带有旋转载荷的卫星平台的姿态控制方法、装置及系统 |
| CN111026142B (zh) * | 2019-12-11 | 2023-04-14 | 北京控制工程研究所 | 一种大干扰和小惯量情况下的快速姿态机动方法及系统 |
| CN113485407A (zh) * | 2021-08-14 | 2021-10-08 | 苏州吉天星舟空间技术有限公司 | 一种对航天器全部质量参数辨识的姿轨耦合控制方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2929328B2 (ja) * | 1991-07-04 | 1999-08-03 | 川崎重工業株式会社 | 浮遊ロボットの制御装置 |
| JPH05178295A (ja) * | 1991-12-11 | 1993-07-20 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 宇宙ロボット及びその協調制御方法 |
-
1995
- 1995-04-12 JP JP7086740A patent/JP2778620B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08282598A (ja) | 1996-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3739749B2 (ja) | 制御装置 | |
| EP1591857B1 (en) | Vibration control device | |
| JP3981773B2 (ja) | ロボット制御装置 | |
| JP4867105B2 (ja) | 数値制御装置 | |
| JP2778620B2 (ja) | 人工衛星の姿勢制御装置 | |
| JP3185738B2 (ja) | 移動物体の状態制御装置及びその状態制御方法 | |
| JP2005215842A (ja) | サーボ制御装置 | |
| JP4134599B2 (ja) | 同期制御装置 | |
| JP3220589B2 (ja) | メカニカルシステムの制御装置 | |
| JP4038659B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JP2006244300A (ja) | 制御装置 | |
| JP4491904B2 (ja) | 電動機の位置制御装置 | |
| JP3972155B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| JP2754910B2 (ja) | 人工衛星の姿勢制御装置 | |
| JPH06198585A (ja) | 宇宙ロボットの姿勢制御方法及びその装置 | |
| JPH07314363A (ja) | 多関節マニピュレータの運動制御方法及び装置 | |
| JPH08147038A (ja) | モータの駆動制御装置 | |
| JP4552328B2 (ja) | ロボットの制御装置 | |
| WO2005062138A1 (ja) | 制御演算装置 | |
| JPH0498304A (ja) | ロボットアームの計算トルク制御器 | |
| JP2024017883A (ja) | 動力学トルク補償に基づく制御方法及び制御装置 | |
| JPS6218398A (ja) | 人工衛星の制御装置 | |
| JPH03213286A (ja) | ロボットの力制御方式 | |
| JPS62219003A (ja) | デイジタルサ−ボ制御装置 | |
| JPH0470199B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980408 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |