JP3041108B2 - 姿勢制御装置 - Google Patents
姿勢制御装置Info
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- JP3041108B2 JP3041108B2 JP3286242A JP28624291A JP3041108B2 JP 3041108 B2 JP3041108 B2 JP 3041108B2 JP 3286242 A JP3286242 A JP 3286242A JP 28624291 A JP28624291 A JP 28624291A JP 3041108 B2 JP3041108 B2 JP 3041108B2
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- attitude
- spacecraft
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばランデブー飛
行する複数の人工衛星等の複数の宇宙航行体の姿勢制御
をするのに用いられる姿勢制御装置に関する。
行する複数の人工衛星等の複数の宇宙航行体の姿勢制御
をするのに用いられる姿勢制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、姿勢制御装置においては、目
標、例えば図２に示すように地球１に対して宇宙航行体
２のロール／ピッチ軸回りの姿勢を地球センサ等のロー
ル／ピッチ軸検出センサを用いて検出し、ヨー軸回りの
姿勢を慣性基準装置（ジャイロ）、恒星センサ等のヨー
軸検出センサを用いて検出して、これらの検出値に基づ
いて周知の演算を実施して姿勢情報を求め、宇宙航行体
の三軸回りの姿勢を制御する。
標、例えば図２に示すように地球１に対して宇宙航行体
２のロール／ピッチ軸回りの姿勢を地球センサ等のロー
ル／ピッチ軸検出センサを用いて検出し、ヨー軸回りの
姿勢を慣性基準装置（ジャイロ）、恒星センサ等のヨー
軸検出センサを用いて検出して、これらの検出値に基づ
いて周知の演算を実施して姿勢情報を求め、宇宙航行体
の三軸回りの姿勢を制御する。
【０００３】ところが、上記姿勢制御装置では、ヨー軸
回りの姿勢を検出するのに高価で、重量の重いジャイロ
や恒星センサを備えなければならないために、宇宙開発
で特に問題となる重量の軽減化が困難であるという問題
を有していた。これは、例えば複数の宇宙航行体の姿勢
を関連して制御する姿勢制御システムを構成する場合、
それぞれに高価で、重量の重いヨー軸検出センサを備え
なければならないために、大きな問題となる。
回りの姿勢を検出するのに高価で、重量の重いジャイロ
や恒星センサを備えなければならないために、宇宙開発
で特に問題となる重量の軽減化が困難であるという問題
を有していた。これは、例えば複数の宇宙航行体の姿勢
を関連して制御する姿勢制御システムを構成する場合、
それぞれに高価で、重量の重いヨー軸検出センサを備え
なければならないために、大きな問題となる。
【０００４】そこで、最近では、比較的軽量な磁気セン
サを用いて地球から放射される磁力線を検出して、この
磁力線に基づいて地球に対する宇宙航行体の姿勢を算出
する方法も採用されている。
サを用いて地球から放射される磁力線を検出して、この
磁力線に基づいて地球に対する宇宙航行体の姿勢を算出
する方法も採用されている。
【０００５】しかしながら、上記検出方法では、高精度
な磁場モデルを算出して求めなければ高精度な検出が困
難なことにより、その算出が非常に面倒であると共に、
太陽活動による磁気嵐を受けると、高精度な測定が困難
となるために、信頼性が低いという問題を有していた。
な磁場モデルを算出して求めなければ高精度な検出が困
難なことにより、その算出が非常に面倒であると共に、
太陽活動による磁気嵐を受けると、高精度な測定が困難
となるために、信頼性が低いという問題を有していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の姿勢制御装置では、重量が嵩むうえ、高価なヨー軸
検出センサを備えなければならないために、高価で、軽
量化を図るのが困難であるという問題を有していた。
来の姿勢制御装置では、重量が嵩むうえ、高価なヨー軸
検出センサを備えなければならないために、高価で、軽
量化を図るのが困難であるという問題を有していた。
【０００７】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、構成簡易にして、高精度な姿勢制御を実現し得、
且つ軽量化の促進を図り得るようにした姿勢制御装置を
提供することを目的とする。
ので、構成簡易にして、高精度な姿勢制御を実現し得、
且つ軽量化の促進を図り得るようにした姿勢制御装置を
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、目標の周囲
を周回する第１及び第２の宇宙航行体の三軸回りの姿勢
を制御してなる姿勢制御装置において、前記第１の宇宙
航行体の目標に対するロール／ピッチ軸及びヨー軸回り
の姿勢を検出する第１の検出手段と、この第１の検出手
段の検出値に基づいて姿勢情報を求めて前記第１の宇宙
航行体の姿勢を制御する第１の姿勢制御手段と、前記第
１の宇宙航行体に搭載され、前記目標から放射される磁
力線を検出する第１の磁気センサと、前記第１の宇宙航
行体に設けられ、前記第１の磁気センサで検出される磁
力線情報及び前記第１の姿勢制御手段で求めた姿勢情報
を前記第２の宇宙航行体に送信する送信手段と、前記第
２の宇宙航行体に設けられ、前記送信手段から送信され
る前記磁力線情報及び姿勢情報を受信する受信手段と、
前記第２の宇宙航行体の前記目標に対するロール／ピッ
チ軸回りの姿勢を検出する第２の検出手段と、前記第２
の宇宙航行体に搭載され、前記目標から放射される磁力
線を検出する第２の磁気センサと、前記受信手段で受信
した前記送信手段からの磁力線情報及び姿勢情報と、前
記第２の検出手段の検出値及び第２の磁気センサの検出
値に基づいて前記第２の宇宙航行体の姿勢情報を求めて
該第２の宇宙航行体の姿勢を制御する第２の姿勢制御手
段とを備えて構成したものである。
を周回する第１及び第２の宇宙航行体の三軸回りの姿勢
を制御してなる姿勢制御装置において、前記第１の宇宙
航行体の目標に対するロール／ピッチ軸及びヨー軸回り
の姿勢を検出する第１の検出手段と、この第１の検出手
段の検出値に基づいて姿勢情報を求めて前記第１の宇宙
航行体の姿勢を制御する第１の姿勢制御手段と、前記第
１の宇宙航行体に搭載され、前記目標から放射される磁
力線を検出する第１の磁気センサと、前記第１の宇宙航
行体に設けられ、前記第１の磁気センサで検出される磁
力線情報及び前記第１の姿勢制御手段で求めた姿勢情報
を前記第２の宇宙航行体に送信する送信手段と、前記第
２の宇宙航行体に設けられ、前記送信手段から送信され
る前記磁力線情報及び姿勢情報を受信する受信手段と、
前記第２の宇宙航行体の前記目標に対するロール／ピッ
チ軸回りの姿勢を検出する第２の検出手段と、前記第２
の宇宙航行体に搭載され、前記目標から放射される磁力
線を検出する第２の磁気センサと、前記受信手段で受信
した前記送信手段からの磁力線情報及び姿勢情報と、前
記第２の検出手段の検出値及び第２の磁気センサの検出
値に基づいて前記第２の宇宙航行体の姿勢情報を求めて
該第２の宇宙航行体の姿勢を制御する第２の姿勢制御手
段とを備えて構成したものである。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、第２の宇宙航行体は第２の
検出手段で検出したロール／ピッチ軸回りの検出値及び
第２の磁気センサで検出した磁力線情報と受信手段で受
信した第１の宇宙航行体の姿勢情報及び第１の磁気セン
サの磁力線情報に基づいて姿勢情報が求められて、この
姿勢情報に基づいて姿勢が制御される。これにより、第
２の宇宙航行体はロール／ピッチ軸回りの姿勢検出用の
第２の検出手段及び第２の磁気センサを備えるだけで、
第１の宇宙航行体と略同様に高精度な姿勢制御が実現さ
れる。
検出手段で検出したロール／ピッチ軸回りの検出値及び
第２の磁気センサで検出した磁力線情報と受信手段で受
信した第１の宇宙航行体の姿勢情報及び第１の磁気セン
サの磁力線情報に基づいて姿勢情報が求められて、この
姿勢情報に基づいて姿勢が制御される。これにより、第
２の宇宙航行体はロール／ピッチ軸回りの姿勢検出用の
第２の検出手段及び第２の磁気センサを備えるだけで、
第１の宇宙航行体と略同様に高精度な姿勢制御が実現さ
れる。
【００１０】
【実施例】以下、この発明の実施例について、図面を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【００１１】図１はこの発明の一実施例に係る姿勢制御
装置を示すもので、図１０，１１は、例えば地球周回軌
道上に所定の間隔を有してランデブー飛行する第１及び
第２の宇宙航行体である。このうち第１の宇宙航行体１
０にはロール／ピッチ軸検出センサとして、例えば地球
センサ１２が搭載され、ヨー軸検出センサとしてジャイ
ロ１３が搭載される。これら地球センサ１２及びジャイ
ロ１３の出力端には制御部１４の入力端が接続される。
制御部１４は入力した地球センサ１２及びジャイロ１３
の検出値に基づいて姿勢情報を算出して駆動信号を生成
し、姿勢制御用のスラスタ等の駆動部１５を駆動制御し
て、姿勢を制御する。
装置を示すもので、図１０，１１は、例えば地球周回軌
道上に所定の間隔を有してランデブー飛行する第１及び
第２の宇宙航行体である。このうち第１の宇宙航行体１
０にはロール／ピッチ軸検出センサとして、例えば地球
センサ１２が搭載され、ヨー軸検出センサとしてジャイ
ロ１３が搭載される。これら地球センサ１２及びジャイ
ロ１３の出力端には制御部１４の入力端が接続される。
制御部１４は入力した地球センサ１２及びジャイロ１３
の検出値に基づいて姿勢情報を算出して駆動信号を生成
し、姿勢制御用のスラスタ等の駆動部１５を駆動制御し
て、姿勢を制御する。
【００１２】また、第１の宇宙航行体１０には磁気セン
サ１６が搭載される。磁気センサ１６は、その出力端に
送信部１７が接続され、地球１から放射される磁力線を
検出して送信部１７に出力する。また、送信部１７には
上記制御部１４の出力端が接続されており、この制御部
１４を介して姿勢情報が入力される。送信部１７は入力
した姿勢情報及び磁力線情報を第２の宇宙航行体１１に
設けられる受信部１８に送信する。
サ１６が搭載される。磁気センサ１６は、その出力端に
送信部１７が接続され、地球１から放射される磁力線を
検出して送信部１７に出力する。また、送信部１７には
上記制御部１４の出力端が接続されており、この制御部
１４を介して姿勢情報が入力される。送信部１７は入力
した姿勢情報及び磁力線情報を第２の宇宙航行体１１に
設けられる受信部１８に送信する。
【００１３】他方、第２の宇宙航行体１１にはロール／
ピッチ軸検出センサとして、地球センサ１９が搭載さ
れ、そのヨー軸検出センサとして、地球１から放射され
る磁力線を検出する磁気センサ２０が搭載される。これ
ら地球センサ１９の出力端及び磁気センサ２０の出力端
は制御部２１の第１の入力端に接続される。この制御部
２１には上記受信部１８の出力端が接続されており、地
球センサ１９の検出値及び磁気センサ２０の検出値と、
前記受信部１８で受信した姿勢情報及び磁力線情報に基
づいて三軸回りの姿勢情報を算出して駆動信号を生成
し、姿勢制御用の駆動部２２を駆動制御して第２の宇宙
航行体１１の姿勢を制御する。即ち、制御部２１は第１
の宇宙航行体１０の磁気センサ１６からの磁力線情報及
び制御部１４からの姿勢情報に基づいて磁気センサ２０
の検出値を補正した姿勢情報を算出する。これにより、
第２の宇宙航行体１１は第１の宇宙航行体１０と略同様
に三軸回りの姿勢が制御され、相互の姿勢がランデブー
ドッキングに最適な状態に保たれる。
ピッチ軸検出センサとして、地球センサ１９が搭載さ
れ、そのヨー軸検出センサとして、地球１から放射され
る磁力線を検出する磁気センサ２０が搭載される。これ
ら地球センサ１９の出力端及び磁気センサ２０の出力端
は制御部２１の第１の入力端に接続される。この制御部
２１には上記受信部１８の出力端が接続されており、地
球センサ１９の検出値及び磁気センサ２０の検出値と、
前記受信部１８で受信した姿勢情報及び磁力線情報に基
づいて三軸回りの姿勢情報を算出して駆動信号を生成
し、姿勢制御用の駆動部２２を駆動制御して第２の宇宙
航行体１１の姿勢を制御する。即ち、制御部２１は第１
の宇宙航行体１０の磁気センサ１６からの磁力線情報及
び制御部１４からの姿勢情報に基づいて磁気センサ２０
の検出値を補正した姿勢情報を算出する。これにより、
第２の宇宙航行体１１は第１の宇宙航行体１０と略同様
に三軸回りの姿勢が制御され、相互の姿勢がランデブー
ドッキングに最適な状態に保たれる。
【００１４】このように、上記姿勢制御装置は、第１の
宇宙航行体１０を地球センサ１２で検出されるロール／
ピッチ軸回りの検出値及びジャイロ１３で検出されるヨ
ー軸回りの検出値に基づいて姿勢情報を求めて姿勢を制
御し、第２の宇宙航行体１１を地球センサ１９で検出さ
れるロール／ピッチ軸回りの検出値及び磁気センサ２０
で検出した地球１から放射される磁力線の検出値と、第
１の宇宙航行体１０の姿勢情報及び該第１の宇宙航行体
１０の磁気センサ１６で検出される地球１から放射され
る磁力線情報に基づいて三軸回りの姿勢情報を求めて姿
勢を制御するように構成した。これによれば、第２の宇
宙航行体１１はロール／ピッチ軸回りの姿勢検出用の地
球センサ１９及びヨー軸回りの姿勢検出用の磁気センサ
２０を備えるだけで、第１の宇宙航行体１０と略同様に
高精度な姿勢制御が実現されることにより、高価で重量
の増加を招くという問題を有するジャイロを搭載するこ
とがなくなるため、可及的に軽量化の促進が図れる。
宇宙航行体１０を地球センサ１２で検出されるロール／
ピッチ軸回りの検出値及びジャイロ１３で検出されるヨ
ー軸回りの検出値に基づいて姿勢情報を求めて姿勢を制
御し、第２の宇宙航行体１１を地球センサ１９で検出さ
れるロール／ピッチ軸回りの検出値及び磁気センサ２０
で検出した地球１から放射される磁力線の検出値と、第
１の宇宙航行体１０の姿勢情報及び該第１の宇宙航行体
１０の磁気センサ１６で検出される地球１から放射され
る磁力線情報に基づいて三軸回りの姿勢情報を求めて姿
勢を制御するように構成した。これによれば、第２の宇
宙航行体１１はロール／ピッチ軸回りの姿勢検出用の地
球センサ１９及びヨー軸回りの姿勢検出用の磁気センサ
２０を備えるだけで、第１の宇宙航行体１０と略同様に
高精度な姿勢制御が実現されることにより、高価で重量
の増加を招くという問題を有するジャイロを搭載するこ
とがなくなるため、可及的に軽量化の促進が図れる。
【００１５】なお、上記実施例では、地球１を目標とし
て構成した場合で説明したが、これに限ることなく、磁
場を有する天体を目標として構成することが可能であ
る。また、ロール／ピッチ軸検出センサ及びヨー軸検出
センサとしては、上記地球センサ及びジャイロに限るこ
となく、各種のものが適用可能である。よって、この発
明は上記実施例に限ることなく、その他、この発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることは勿
論のことである。
て構成した場合で説明したが、これに限ることなく、磁
場を有する天体を目標として構成することが可能であ
る。また、ロール／ピッチ軸検出センサ及びヨー軸検出
センサとしては、上記地球センサ及びジャイロに限るこ
となく、各種のものが適用可能である。よって、この発
明は上記実施例に限ることなく、その他、この発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることは勿
論のことである。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、構成簡易にして、高精度な姿勢制御を実現し得、且
つ軽量化の促進を図り得るようにした姿勢制御装置を提
供することができる。
ば、構成簡易にして、高精度な姿勢制御を実現し得、且
つ軽量化の促進を図り得るようにした姿勢制御装置を提
供することができる。
【図１】この発明の一実施例に係る姿勢制御装置を示し
たブロック図。
たブロック図。
【図２】地球を目標とした三軸姿勢制御の概略を説明す
るために示した図。
るために示した図。
１０，１１…第１及び第２の宇宙航行体、１２，１９…
地球センサ、１３…ジャイロ、１４，２１…制御部、１
５，２２…駆動部、１６，２０…磁気センサ、１７…送
信部、１８…受信部。
地球センサ、１３…ジャイロ、１４，２１…制御部、１
５，２２…駆動部、１６，２０…磁気センサ、１７…送
信部、１８…受信部。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−34310（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−59597（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−125499（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−178500（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−64100（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−196898（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−134316（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−200100（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−81100（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B64G 1/32 B64G 1/10
Claims (1)
- 【請求項１】 目標の周囲を周回する第１及び第２の宇
宙航行体の三軸回りの姿勢を制御してなる姿勢制御装置
において、 前記第１の宇宙航行体の目標に対するロール／ピッチ軸
及びヨー軸回りの姿勢を検出する第１の検出手段と、 この第１の検出手段の検出値に基づいて姿勢情報を求め
て前記第１の宇宙航行体の姿勢を制御する第１の姿勢制
御手段と、 前記第１の宇宙航行体に搭載され、前記目標から放射さ
れる磁力線を検出する第１の磁気センサと、 前記第１の宇宙航行体に設けられ、前記第１の磁気セン
サで検出される磁力線情報及び前記第１の姿勢制御手段
で求めた姿勢情報を前記第２の宇宙航行体に送信する送
信手段と、 前記第２の宇宙航行体に設けられ、前記送信手段から送
信される前記磁力線情報及び姿勢情報を受信する受信手
段と、 前記第２の宇宙航行体の前記目標に対するロール／ピッ
チ軸回りの姿勢を検出する第２の検出手段と、 前記第２の宇宙航行体に搭載され、前記目標から放射さ
れる磁力線を検出する第２の磁気センサと、 前記受信手段で受信した前記送信手段からの磁力線情報
及び姿勢情報と、前記第２の検出手段の検出値及び第２
の磁気センサの検出値に基づいて前記第２の宇宙航行体
の姿勢情報を求めて該第２の宇宙航行体の姿勢を制御す
る第２の姿勢制御手段とを具備したことを特徴とする姿
勢制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3286242A JP3041108B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 姿勢制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3286242A JP3041108B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 姿勢制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05124596A JPH05124596A (ja) | 1993-05-21 |
| JP3041108B2 true JP3041108B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=17701826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3286242A Expired - Lifetime JP3041108B2 (ja) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | 姿勢制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041108B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104249816B (zh) * | 2013-06-27 | 2017-12-19 | 上海新跃仪表厂 | 非合作目标绕飞悬停的姿轨协同控制方法 |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3286242A patent/JP3041108B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05124596A (ja) | 1993-05-21 |
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