JP3399115B2

JP3399115B2 - オートパイロット装置

Info

Publication number: JP3399115B2
Application number: JP26688694A
Authority: JP
Inventors: 誠一米山
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 2003-04-21
Anticipated expiration: 2018-04-21
Also published as: JPH08128800A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、スピンする飛しょう
体の制御を行うために飛しょう体に搭載されるオートパ
イロット装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来のオートパイロット装置の
機能を示すブロック図である。図８において１は、慣性
座標系比例航法加速度コマンドＡｃｐ，Ａｃｙを計算す
る慣性座標系比例航法コマンド計算部、２は、ロール回
転していない機体の舵角コマンドである、非ロール機体
座標系舵角コマンドδｐｃ´，δｙｃ´，δｒｃ´を加
速度コマンドＡｃｐ，Ａｃｙから得る非ロール機体座標
系オートパイロット計算部、３は、ピッチ、ヨー、ロー
ルに対する舵角コマンドδｐｃ´，δｙｃ´，δｒｃ´
から操舵装置への入力である１〜４軸の舵角コマンドδ
１ｃ，δ２ｃ，δ３ｃ，δ４ｃに変換するフィンミキシ
ング部、４は、１〜４軸の非ロール機体座標系舵角コマ
ンドδ１ｃ，δ２ｃ，δ３ｃ，δ４ｃを入力とし、それ
に応じて舵を切り、非ロール機体座標系舵角δ１，δ
２，δ３，δ４を出力する操舵装置部、５は、その舵角
により応答し、機体加速度、角速度を出力する機体、６
は、機体の出力である機体加速度、角速度であるロール
機体座標系加速度センサ出力ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ、ロール
機体座標系角速度センサ出力Ｐ，Ｑ，Ｒ、及び、ロール
機体座標系加速度センサ出力ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ、ロール
機体座標系角速度センサ出力Ｐ，Ｑ，Ｒを積分して得ら
れる速度Ｖｍ、高度Ｈ、姿勢角θ，ψ，φを検出する慣
性装置部、７は、慣性装置部で検出された速度Ｖｍ、高
度Ｈよりオートパイロットゲインを計算するオートパイ
ロットゲイン計算部であり、オートパイロットゲインＣ
０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２、機体の角速度Ｐ，
Ｑ，Ｒ、加速度ｎｘ，ｎｙ，ｎｚは、非ロール機体座標
系オートパイロット計算部へフィードバックされる。

【０００３】次に動作について説明する。従来のオート
パイロット装置は、上記のように構成されているから慣
性座標系比例航法コマンド計算部１は、数１に示す計算
式により誘導信号及び接近速度より、慣性座標系比例航
法加速度コマンドＡｃｐ，Ａｃｙを計算する。慣性座標
系比例航法加速度コマンドとして入力された信号Ａｃ
ｐ，Ａｃｙは、２の非ロール機体座標系オートパイロッ
ト計算部によりピッチ、ヨー、ロールの非ロール機体座
標系舵角コマンドδｐｃ´，δｙｃ´，δｒｃ´に変換
される。このピッチ、ヨー、ロールの非ロール機体座標
系舵角コマンドδｐｃ´，δｙｃ´，δｒｃ´は、３の
フィンミキシング部に入力され、操舵装置部への入力イ
ンタフェースに合わせた、１〜４軸の非ロール機体座標
系舵角コマンドδ１ｃ，δ２ｃ，δ３ｃ，δ４ｃに変換
される。４の操舵装置部では、この１〜４軸の非ロール
機体座標系舵角コマンドδ１ｃ，δ２ｃ，δ３ｃ，δ４
ｃに応じて操舵をし、非ロール機体座標系の舵角δ１，
δ２，δ３，δ４が出力される。５の機体では、この非
ロール機体座標系舵角δ１，δ２，δ３，δ４に対して
機体の加速度、角速度を応答する。そしてこの機体の出
力である機体加速度、角速度であるロール機体座標系加
速度センサ出力ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ、ロール機体座標系角
速度センサ出力Ｐ，Ｑ，Ｒ、及びそれらの積分値である
機体の速度Ｖｍ、高度Ｈ、姿勢角θ，ψ，φは、６の慣
性装置部で検出され、７のオートパイロットゲイン計算
部へ渡される。オートパイロットゲイン計算部では、機
体の高度Ｈ、速度Ｖｍ、および自身のメモリに格納され
た空力係数、質量、慣性モーメントより、非ロール機体
座標系オートパイロット計算部のオートパイロットゲイ
ンＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２を計算する。ま
た機体の加速度ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ、角速度Ｐ，Ｑ，Ｒ
は、オートパイロットゲイン計算部を通して非ロール機
体座標系オートパイロット計算部へフィードバックされ
る。

【０００４】

【数１】

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のオ
ートパイロット装置では、非ロール機体座標系オートパ
イロット計算部２で計算した非ロール機体座標系舵角コ
マンドδｐｃ´，δｙｃ´，δｒｃ´をフィンミキシン
グ部３で１〜４軸の非ロール機体座標系舵角コマンドδ
１ｃ，δ２ｃ，δ３ｃ，δ４ｃに変換して操舵装置部４
に入力して、それによって舵を切り、機体が応答し、そ
の応答および応答である機体の加速度、角速度であるロ
ール機体座標系加速度センサ出力ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ、ロ
ール機体座標系角速度センサ出力Ｐ，Ｑ，Ｒ及びその積
分値である機体の速度Ｖｍ、高度Ｈ、姿勢角θ，ψ，φ
を慣性装置部６で検出し、オートパイロットゲインＣ
０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２は、その速度Ｖｍ、
高度Ｈを用いて計算し、非ロール機体座標系オートパイ
ロット計算部２で使用し、かつ非ロール機体座標系オー
トパイロット計算部へは、慣性装置部で検出したロール
機体座標系加速度センサｎｘ，ｎｙ，ｎｚ、ロール機体
座標系角速度センサ出力Ｐ，Ｑ，Ｒをオートパイロット
ゲイン計算部を通してフィードバックしていたため、高
速でスピンするような飛しょう体では、スピンによって
機体を制御する座標系が回転してしまい、またジャイロ
効果が生じてしまい飛しょう体を目標に向けて誘導でき
ないという問題があった。

【０００６】この発明は、かかる課題を解決するために
なされたものであり、慣性装置部８で検出したロール機
体座標系加速度センサ出力nx，ny，nz，ロール機体座標
系角速度センサ出力P,Q,Rをロール機体座標系から非ロ
ール機体座標系への変換部９でロール回転補償し、オー
トパイロットゲイン計算部を通して、非ロール機体座標
系オートパイロット計算部２にフィードバックするこ
と、及び非ロール機体座標系舵角コマンドδpc'，δy
c’，δrc'を非ロール機体座標系からロール機体座標系
への変換部３にて非ロール機体座標系舵角コマンドδp
c'，δyc'，δrc'からロール機体座標系舵角コマンドδ
pcr，δycr，δrcrに変換し、さらにジャイロ効果位相
補償部４で位相補償をしてロール機体座標系ジャイロ効
果補償あり舵角コマンドδpc，δyc，δrcとして出力す
ることにより、スピンする飛しょう体の制御を行うこと
が可能となる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の実施例
によるオートパイロット装置においては、慣性装置部８
で検出したロール機体座標系加速度センサ出力nx，ny，
nz，ロール機体座標系角速度センサ出力P，Q，Rをロー
ル機体座標系から非ロール機体座標系への変換部９でロ
ール回転補償し、オートパイロットゲイン計算部を通し
て、非ロール機体座標系オートパイロット計算部２にフ
ィードバックすること、及び非ロール機体座標系舵角コ
マンドδpc'，δyc'，δrc'を非ロール機体座標系から
ロール機体座標系への変換部３にて非ロール機体座標系
舵角コマンドδpc'，δyc'，δrc'からロール機体座標
系舵角コマンドδpcr，δycr，δrcrに変換し、さらに
ジャイロ効果位相補償部４にて位相補償をしてロール機
体座標系ジャイロ効果補償あり舵角コマンドδpc,δyc,
δrcとして出力することにより、スピンする飛しょう体
の制御を行うことを可能にしたものである。

【０００８】またこの発明の第２の実施例においては、
ロールスピン周波数に応じて空力連成項の値が変わるた
め慣性装置部８で検出したロールスピン周波数Ｐに応じ
てオートパイロットゲインＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｋ
１，Ｋ２を計算する空力係数の空力連成項のテーブル値
を変えて、オートパイロットゲインＣ０，Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２をロールスピン周波数Ｐに応じて調整
するようにしたものである。

【０００９】またこの発明の第３の実施例においては、
ブースタ燃焼中は、速度の変化率が大きいため機体の応
答時定数の分だけ増加した速度を慣性装置部８で検出し
た速度にオフセットさせてその速度を使用してオートパ
イロットゲイン計算部１０でオートパイロットゲインを
計算することで、機体応答遅れによる速度の変化を補償
したものである。

【００１０】またこの発明の第４の実施例においては、
オートパイロットゲイン計算部１０で計算するオートパ
イロットゲインＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２
は、所定の時間間隔ごとに計算し、アップデートしてい
くが、このオートパイロットゲインＣ０，Ｃ１，Ｃ２，
Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２の切り替え時にオートパイロットのゲ
インがステップ的に変わるため、定常的になっているオ
ートパイロットのフィードバック系に外乱が加わったよ
うになる。そのためオートパイロットのゲインＣ０，Ｃ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２の切り替え時にゲインをス
テップ的にアップデートせずに、現在のフレームで計算
したオートパイロットゲインと１つ前のフレームで計算
したオートパイロットゲインの間を現在のフレームで計
算したオートパイロットゲインの間を現在のフレームで
計算したオートパイロットゲインをセンスして、１つ前
のフレームのオートパイロットゲインより、大きい場合
は、単調増加の関数で、小さい場合は、単調減少の関数
で、数フレームかけて補間し、その補間した値を経由し
て現在のフレームのオートパイロットゲインにアップデ
ートすることで、ゲイン切り替え時の外乱印加に似た現
象を回避したものである。

【００１１】またこの発明の第５の実施例においては、
ロール機体座標系から非ロール機体座標系への変換部
９、非ロール機体座標系からロール機体座標系への変換
部３でのロール回転補償に使用するロール角を機体のロ
ール系の時定数×ロールレート分を慣性装置部８で検出
したロール角φにオフセットし、そのロール角を用いて
ロール回転補償するようにしたものである。

【００１２】またこの発明の第６の実施例においては、
高度に応じて空力連成の収束が変化するため、それを補
償するため高度に応じてオートパイロットゲイン計算部
１０で設定するオートパイロット時定数を変えてゲイン
を計算するようにしたものである。

【００１３】またこの発明の第７の実施例においては、
ジャイロ効果位相補償部４で実施する位相補償の位相角
を機体のピッチレートＱ、ヨーレートＲをモニタして位
相補償角を求め位相補償を行うようにしたものである。

【００１４】

【作用】この発明の第１の実施例に示したオートパイロ
ット装置は、スピンする飛しょう体の制御を実現するよ
うに作用する。

【００１５】また、この発明の第２の実施例では、慣性
装置部８で検出したロールスピン周波数Ｐに応じて、オ
ートパイロットゲインＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，
Ｋ２を計算する空力係数の空力連成項のテーブル値を変
えて、オートパイロットゲインをスピン周波数により変
えることにより、スピン周波数が変化してもオートパイ
ロットが不安定とならないように作用する。

【００１６】また、この発明の第３の実施例では、ブー
スタ燃焼中は、機体の応答時定数分だけ増加した速度を
慣性装置部８で検出した速度Ｖｍにオフセットさせてそ
の速度を使用してオートパイロットゲインＣ０，Ｃ１，
Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２を計算することで機体の応答遅
れによる速度の変化分を補償し、ブースタ燃焼中という
速度の変化率の大きい領域での制御を可能とするように
作用する。

【００１７】また、この発明の第４の実施例では、オー
トパイロットゲイン切り替え時に、ゲインをステップ的
にアップデートせずに、現在のフレームで計算したオー
トパイロットゲインと１つ前のフレームで計算したオー
トパイロットゲインの間を現在のフレームで計算したオ
ートパイロットゲインをセンスして、１つ前のフレーム
のオートパイロットゲインより大きい場合は、単調増加
の関数で、小さい場合は、単調減少の関数で数フレーム
かけて補間し、その補間した値を経由して新しいオート
パイロットゲインにアップデートすることで、ゲイン切
り替え時の外乱印加に似た現象を回避するように作用す
る。

【００１８】また、この発明の第５の実施例では、ロー
ル機体座標系から非ロール機体座標系への変換部９、非
ロール機体座標系からロール機体座標系への変換部３で
のロール回転補償に使用するロール角を機体のロール系
の時定数×ロールレート分を慣性装置部８で検出した
ロール角φにオフセットし、そのロール角を用いてロー
ル回転補償をすることで、ロール回転補償の精度を向上
させるように作用する。

【００１９】また、この発明の第６の実施例では、高度
に応じてオートパイロットゲイン計算部１０で設定する
オートパイロット時定数を変えて、オートパイロットゲ
イン計算をすることにより、高度が変化しても安定に作
動する機体時定数を実現するように作用する。

【００２０】また、この発明の第７の実施例では、ジャ
イロ効果位相補償部４で実施する位相補償の位相角を機
体のピッチレートＱ、ヨーレートＲをモニタして位相補
償角を求め位相補償を行うことにより、位相補償の精度
を向上させるように作用する。

【００２１】

【実施例】実施例１．図１は、この発明のオートパイロット装置の一実施例を
示す。１、２、５、６７、８、１０は、上記従来装置と
同じものである。そして、３は、非ロール機体座標系か
らロール機体座標系への変換部、４は、ジャイロ効果位
相補償部、９はロール機体座標系から非ロール機体座標
系への変換部である。

【００２２】図１は、この発明の実施例１を示す図であ
る。ブロック図において１の慣性座標系比例航法コマン
ド計算部では、ホーミング装置からの誘導信号、接近速
度に比例航法定数をかけて慣性座標系比例航法加速度コ
マンドAcp，Acyを作る。計算式は、数１に示す。また２
の非ロール機体座標系オートパイロット計算部では、慣
性座標系比例航法加速度コマンドAcp，Acyを非ロール機
体座標系舵角コマンドδpc'，δyc'，δrc'に変換す
る。３の非ロール機体座標系からロール機体座標系への
変換部では、非ロール機体座標系舵角コマンドδpc'，y
c'，δrc'をロール回転補償し、ロール機体座標系舵角
コマンドδpcr，δycr，δrcrに変換する。変換式は、
数２に示す。そして４のジャイロ効果位相補償部では、
ピッチ舵角とヨー舵角の間の９０degの位相差を補償す
る。計算式は、数３に示す。５のフィンミキシング部で
は、ピッチ、ヨー、ロールのロール機体座標系ジャイロ
効果補償あり舵角コマンドδpc，δyc，δrcを１〜４軸
の舵角コマンドδ1c，δ2c，δ3c，δ4cに変換する。そ
して６の操舵装置部では、この舵角コマンドに従って舵
を切り、７の機体では、この舵角の応答として機体の加
速度nx，ny，nz、角速度P,Q,Rを出力する。また８の慣
性装置部では、この加速度、角速度であるロール機体座
標系加速度センサ出力nx，ny，nz，ロール機体座標系角
速度センサ出力P,Q,Ｒ及びそれらの積分値である機体の
速度Vm，高度H，姿勢角θ，ψ，φを検出し、座標変
換、オートパイロットゲイン計算、オートパイロットへ
のフィードバックに使用する。９のロール機体座標系か
ら非ロール機体座標系への変換部では、慣性装置部８で
検出したロール機体座標系加速度センサ出力nx，ny，ｎ
z，ロール機体座標系角速度センサ出力P,Q,Rにロール回
転補償を施し、非ロール機体座標系加速度センサ出力n
x'，ny'，nz'，非ロール機体座標系角速度センサ出力
P',Q',R'に変換する。変換式は、数４に示す。この両者
は、オートパイロットゲイン計算部を通して、非ロール
機体座標系オートパイロット計算部２へフィードバック
され、フィードバック制御系を構成する。また１０のオ
ートパイロットゲイン計算部では、慣性装置部８で検出
した高度Ｈ、速度Vm及び自分自身のメモリにテーブルと
して格納された空力係数、質量、慣性モーメントより、
オートパイロットゲインC0，C1，C2，C3，K1，K2を計算
して非ロール機体座標系オートパイロット計算部２へ出
力する。

【００２３】

【数２】

【００２４】

【数３】

【００２５】

【数４】

【００２６】実施例２．図２はこの発明の実施例２を示
す図である。オートパイロットゲイン計算部１０にロー
ルスピン周波数Ｐを入力して、それによりオートパイロ
ットゲインを計算する空力係数の中の空力連成項の値を
変える例である。その他の部分は、実施例１と同一であ
る。これによりスピン周波数が変化して空力練成の影響
が変化しても安定に制御できるオートパイロット装置を
実現することができる。

【００２７】実施例３．図３は、この発明の実施例３を
示す図である。ブースタ燃焼中という速度変化の大きい
領域においてオートパイロットゲインを最適にするよ
う、機体の応答時定数分の速度の変化分をオフセットし
た速度を使用してオートパイロットゲインＣ０，Ｃ１，
Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２を計算する例である。オートパ
イロットゲイン計算部１０の内部の計算方法以外は、実
施例１と同一である。これにより機体応答遅れによる速
度の変化を補償することができる。

【００２８】実施例４．図４は、この発明の実施例４を
示す図である。オートパイロットゲインの切り替え時に
オートパイロットゲインの値がをステップ的に変わるた
め、定常的になっているオートパイロットのフィードバ
ック系に外乱が加わったようになる。そのためオートパ
イロットゲインの切り替え時にゲインをステップ的にア
ップデートせずに、現在のフレームで計算したゲインと
１つ前のフレームで計算したゲインの間を現在のフレー
ムで計算したオートパイロットゲインをセンスして、１
つ前のフレームのオートパイロットゲインより、大きい
場合は、単調増加の関数で、小さい場合は、単調減少の
関数で数フレームかけて補間し、その補間した値を経由
して現在のフレームのオートパイロットゲインにアップ
デートすることでゲイン切り替え時の外乱印加に似た現
象を回避する例である。オートパイロットゲイン計算部
１０の内部処理以外は、実施例１と同一である。

【００２９】実施例５．図５は、この発明の実施例５を示す図である。ロール機
体座標系から非ロール機体座標系への座標変換部９、非
ロール機体座標系からロール機体座標系への変換部３で
のロール回転補償に使用するロール角を機体のロール系
の時定数×ロールレート分を慣性装置部８で検出したロ
ール角φにオフセットし、そのロール角を用いてロール
回転補償をすることで、ロール回転補償の精度を向上す
る例である。これは、それぞれの座標変換部でこのオフ
セット処理を行う。その他の部分は、実施例１と同一で
ある。

【００３０】実施例６．図６は、この発明の実施例６を
示す図である。高度に応じてオートパイロットゲイン計
算部１０で設定するオートパイロット時定数を変えてオ
ートパイロットゲインを計算することにより、高度が変
化しても、安定に作動する機体時定数を実現する例であ
る。これはオートパイロットゲイン計算部で設定時定数
をかえてオートパイロットゲインを計算することにより
行う。その他の部分は、実施例１と同一である。

【００３１】実施例７．図７は、この発明の実施例７を
示す図である。ジャイロ効果位相補償部４で実施する位
相補償の位相角を機体のピッチレートＱ、ヨーレートＲ
をモニタして位相補償角を求め位相補償の精度を向上さ
せる例である。これは、ジャイロ効果位相補償部４で位
相補償角を求めることにより行う。その他の部分は、実
施例１と同一である。

【００３２】ところで上記説明では、対ヘリコプター用
のスピンミサイルについて適用した例について述べた
が、他の対戦車スピンミサイル、対戦闘機スピンミサイ
ルについても利用できることは、いうまでもない。

【００３３】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので以下に記載されるような効果を奏する。

【００３４】この発明の実施例１では、慣性装置部８で
検出したロール機体座標系加速度センサ出力nx，ny，n
z，ロール機体座標系角速度センサ出力P，Q,，Rをロー
ル機体座標系から非ロール機体座標系への変換部９でロ
ール回転補償し、オートパイロットゲイン計算部を通し
て、非ロール機体座標系オートパイロット計算部２にフ
ィードバックすること、及び非ロール機体座標系舵角コ
マンドδpc'，δyc'，δrc'を非ロール機体座標系から
ロール機体座標系への変換部３にて非ロール機体座標系
舵角コマンドδpc',δyc'δrc'からロール機体座標系舵
角コマンドδpcr，δycr，δrcrに変換し、さらにジャ
イロ効果位相補償部４にて位相補償をしてロール機体座
標系ジャイロ効果補償あり舵角コマンドδpc，yc，δrc
として出力することによりスピンする飛しょう体の制御
を行うことが可能となる。

【００３５】また、この発明の実施例２では、ロールス
ピン周波数ｐに応じて空力連成項の値が変わるため慣性
装置部８で検出したロールスピン周波数Ｐに応じて、空
力連成項のテーブル値を変えてオートパイロットゲイン
Ｃ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２をスピン周波数Ｐ
により変えることにより、スピン周波数が変化しても安
定に制御することが可能となる。

【００３６】また、この発明の実施例３では、ブースタ
燃焼中の速度の変化率が大きい時機体の応答時定数分だ
け増加した速度を慣性装置部８で検出した速度Ｖｍにオ
フセットさせてその速度を使用してオートパイロットゲ
イン計算部１０でオートパイロットゲインを計算するこ
とで、機体応答遅れによる速度の変化を補償することが
可能となる。

【００３７】また、この発明の実施例４では、オートパ
イロットゲインＣ０，Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｋ１，Ｋ２の
切り替え時にゲインをステップ的にアップデートせず
に、現在のフレームで計算したオートパイロットゲイン
と１つ前のフレームで計算したオートパイロットゲイン
の間を現在のフレームで計算したオートパイロットゲイ
ンをセンスして、１つ前のフレームのオートパイロット
ゲインより、大きい場合は、単調増加の関数で、小さい
場合は、単調減少の関数で、数フレームかけて補間し、
その補間した値を経由して、現在のフレームで計算した
オートパイロットゲインにアップデートすることで、ゲ
イン切り替え時の外乱印加に似た現象を回避することが
可能となる。

【００３８】また、この発明の実施例５では、ロール機
体座標系から非ロール機体座標系への変換部９、非ロー
ル機体座標系からロール機体座標系への変換部３でのロ
ール回転補償に使用するロール角を機体のロール系の時
定数×ロールレート分を慣性装置部８で検出したロール
角φにオフセットし、そのロール角を用いてロール回転
補償をすることで、ロール回転補償の精度を向上させる
ことが可能となる。

【００３９】また、この発明の実施例６では、高度に応
じてオートパイロットゲイン計算部１０で設定するオー
トパイロット時定数を変えて、ゲインを計算することに
より、高度が変化して、空力連成の収束が変化しても、
安定に作動する機体時定数を実現することが可能とな
る。

【００４０】また、この発明の実施例７では、ジャイロ
効果位相補償部４で実施する位相補償の位相角を機体の
ピッチレートＱ、ヨーレートＲをモニタして位相補償角
を求め、位相補償を行うことにより、位相補償の精度を
向上させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示すブロック図であ
る。

【図２】この発明の実施例２を示すブロック図であ
る。

【図３】この発明の実施例３を示すブロック図であ
る。

【図４】この発明の実施例４を示すブロック図であ
る。

【図５】この発明の実施例５を示すブロック図であ
る。

【図６】この発明の実施例６を示すブロック図であ
る。

【図７】この発明の実施例７を示すブロック図であ
る。

【図８】従来のオートパイロット装置を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１慣性座標系比例航法コマンド計算部、２非ロー
ル機体座標系オートパイロット計算部、３非ロール
機体座標系からロール機体座標系への変換部、４ジャ
イロ効果位相補償部、５フィンミキシング部、６
操舵装置部、７機体、８慣性装置部、９
ロール機体座標系から非ロール機体座標系への変換部、
１０オートパイロットゲイン計算部。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】慣性座標系比例航法加速度コマンドを誘
導信号と接近速度とを用いて計算する慣性座標系比例航
法コマンド計算部と、慣性座標系比例航法コマンド計算
部の出力である慣性座標系比例航法加速度コマンドを非
ロール機体座標系舵角コマンドに変換する非ロール機体
座標系オートパイロット計算部と、非ロール機体座標系
舵角コマンドをロール機体座標系舵角コマンドに変換す
る非ロール機体座標系からロール機体座標系への変換部
と、ロール機体座標系舵角コマンドのジャイロ効果を補
償し、ロール機体座標系ジャイロ効果補償あり舵角コマ
ンドを出力するジャイロ効果位相補償部と、ロール機体
座標系ジャイロ効果補償あり舵角コマンドを操舵装置の
入力に合うように変換するフィンミキシング部と、その
ロール機体座標系ジャイロ効果補償あり舵角コマンドに
より操舵をし、ロール機体座標系ジャイロ効果補償あり
舵角を出力する操舵装置部と、ロ―ル機体座標系ジャイ
ロ効果補償あり舵角より、加速度や角速度を出力する機
体と、その機体の加速度や角速度であるロール機体座標
系角速度センサ出力、ロール機体座標系加速度センサ出
力を検出するとともに、そのロール機体座標系角速度セ
ンサ出力、ロール機体座標系加速度センサ出力を積分し
て機体の速度、位置及び姿勢角を計算する慣性装置部
と、その慣性装置部の出力であるロール機体座標系角速
度センサ出力、ロール機体座標系加速度センサ出力をロ
ール角により、非ロール機体座標系角速度センサ出力、
非ロール機体座標系加速度センサ出力に変換するロール
機体座標系から非ロール機体座標系への変換部と、慣性
装置部で出力された高度、速度、オートパイロットゲイ
ン計算部のメモリに格納された空力係数、質量、慣性モ
ーメントより、非ロール機体座標系オートパイロット計
算部のオートパイロットゲインを計算するオートパイロ
ットゲイン計算部を備え、上記ロール機体座標系から非
ロール機体座標系への変換部の出力である非ロール機体
座標系角速度センサ出力、非ロール機体座標系加速度セ
ンサ出力をオートパイロットゲイン計算部を通して非ロ
ール機体座標系オートパイロット計算部へフィードバッ
クすることでスピンする飛しょう体の制御を行うことを
特徴としたオートパイロット装置。
【請求項２】ロールスピン周波数により空力連成項の
値が変化するため、それに応じてオートパイロットゲイ
ン計算部においてロールスピン周波数の関数としてもつ
テーブルから空力連成項の値を変えてオートパイロット
ゲインを計算することを特徴とする請求項１記載のオー
トパイロット装置。
【請求項３】ブースタ燃焼中は、速度の変化率が大き
いので、オートパイロットゲイン計算部で機体の時定数
分の応答遅れによる速度の増加分を慣性装置部で検出し
た速度にオフセットさせ、その速度を使用してオートパ
イロットゲインを計算することを特徴とする請求項１記
載のオートパイロット装置。
【請求項４】オートパイロットゲインの切り替え時に
ゲインをステップ的にアップデートぜずに、現在のフレ
ームで計算したオートパイロットゲインと１つ前のフレ
ームで計算したオートパイロットゲインの間を現在のフ
レームで計算したオートパイロットゲインをセンスし
て、１つ前のフレームのオートパイロットゲインより大
きい場合は、単調増加の関数で、小さい場合は、単調減
少の関数で数フレームかけて補間し、その補間した値を
経由して現在のフレームのオートパイロットゲインにア
ップデートすることで、ゲイン切り替え時の外乱印加に
似た現象を回避することを特徴とする請求項１記載のオ
ートパイロット装置。
【請求項５】ロール機体座標系から非ロール機体座標
系への変換部および非ロール機体座標系からロール機体
座標系への変換部でのロール回転補償に使用するロール
角を機体のロール系の時定数×ロールレート分を慣性装
置部で検出したロール角にオフセットし、そのロール角
を用いてロール回転補償をすることを特徴とする請求項
１記載のオートパイロット装置。
【請求項６】高度に応じて空力連成の効果を収束が変
化するため、それを補償するため高度に応じてオートパ
イロットゲイン計算部で設定するオートパイロット時定
数を変えて、オートパイロットゲインを計算し、高度が
変化しても、安定に作動することを特徴とする請求項１
記載のオートパイロット装置。
【請求項７】ジャイロ効果位相補償部で実施する位相
補償の位相角を機体のピッチレート、ヨーレートをモニ
タして位相補償角を求め位相補償を行うことを特徴とす
る請求項１記載のオートパイロット装置。