JP3520651B2 - 人工衛星の視野捕捉制御装置 - Google Patents
人工衛星の視野捕捉制御装置Info
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- JP3520651B2 JP3520651B2 JP04132196A JP4132196A JP3520651B2 JP 3520651 B2 JP3520651 B2 JP 3520651B2 JP 04132196 A JP04132196 A JP 04132196A JP 4132196 A JP4132196 A JP 4132196A JP 3520651 B2 JP3520651 B2 JP 3520651B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば人工衛星
の視野捕捉制御装置の特に、例えば太陽電池パドルやア
ンテナ駆動機構の減速器であるハーモニックドライブ等
のような柔軟構造特性を有する構造物により構成された
人工衛星において特に、ステップモータを駆動源とする
アンテナ駆動機構を搭載したアンテナ制御装置に代表さ
れる視野捕捉制御装置に関するものである。
の視野捕捉制御装置の特に、例えば太陽電池パドルやア
ンテナ駆動機構の減速器であるハーモニックドライブ等
のような柔軟構造特性を有する構造物により構成された
人工衛星において特に、ステップモータを駆動源とする
アンテナ駆動機構を搭載したアンテナ制御装置に代表さ
れる視野捕捉制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図７は、視野捕捉制御機能を有する人工
衛星の全体概略図である。図において、１３は、衛星本
体、１４は、太陽電池パドル、１５は、アンテナを支持
するサポートブーム、１６は、アンテナ駆動機構、１７
は、アンテナ制御電子回路、追尾受信機及び通信機器が
搭載されたコンパートメント、１８は、アンテナであ
る。衛星本体１３からアンテナサポートブーム１５で支
持された先端にアンテナ駆動機構１６を搭載し、本駆動
機構１６を２軸回りに駆動制御することによりアンテナ
１８を回転させ指向方向を制御するものである。
衛星の全体概略図である。図において、１３は、衛星本
体、１４は、太陽電池パドル、１５は、アンテナを支持
するサポートブーム、１６は、アンテナ駆動機構、１７
は、アンテナ制御電子回路、追尾受信機及び通信機器が
搭載されたコンパートメント、１８は、アンテナであ
る。衛星本体１３からアンテナサポートブーム１５で支
持された先端にアンテナ駆動機構１６を搭載し、本駆動
機構１６を２軸回りに駆動制御することによりアンテナ
１８を回転させ指向方向を制御するものである。
【０００３】図８は、アンテナ駆動機構１６の内部構成
を示した図である。図において、１９は、アジマス軸駆
動用ステップモータ、２０は、アジマス軸減速器、２１
は、エレベーション軸駆動用ステップモータ、２２は、
エレベーション軸減速器、１８は、アンテナである。本
アンテナ駆動機構１６は、アジマス及びエレベーション
の各軸それぞれに対し駆動指令を送ることにより回転運
動をステップモータ１９，２１で発生させ、減速器２
０，２２を通しアンテナ１８を駆動するものである。
を示した図である。図において、１９は、アジマス軸駆
動用ステップモータ、２０は、アジマス軸減速器、２１
は、エレベーション軸駆動用ステップモータ、２２は、
エレベーション軸減速器、１８は、アンテナである。本
アンテナ駆動機構１６は、アジマス及びエレベーション
の各軸それぞれに対し駆動指令を送ることにより回転運
動をステップモータ１９，２１で発生させ、減速器２
０，２２を通しアンテナ１８を駆動するものである。
【０００４】図９は、本アンテナ駆動機構を使用した従
来の視野捕捉制御装置のブロック図である。図におい
て、１は追尾すべき衛星又は地球局から送信される電波
を受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）セ
ンサ、２はＲＦセンサ１の出力信号より２軸の追尾誤差
信号を検出する追尾受信機、１０は、追尾受信機の出力
信号である誤差角度を補正する制御量を算出する制御ロ
ジックであり、“数１”に示すような特性を有するフィ
ルタである。
来の視野捕捉制御装置のブロック図である。図におい
て、１は追尾すべき衛星又は地球局から送信される電波
を受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）セ
ンサ、２はＲＦセンサ１の出力信号より２軸の追尾誤差
信号を検出する追尾受信機、１０は、追尾受信機の出力
信号である誤差角度を補正する制御量を算出する制御ロ
ジックであり、“数１”に示すような特性を有するフィ
ルタである。
【０００５】
【数１】
【０００６】上記“数１”において、ＫLRFIは積分補償
ゲイン、ＫLRFPは、比例補償ゲイン、ＴLRFFは、ローパ
スフィルタ時定数、ξLRFFは、ローパスフィルタ減衰定
数、Ｓは、ラプラス演算子である。本制御ロジックは、
追尾受信機２の出力信号である追尾誤差信号に対し、積
分補償と比例補償によりアンテナ追尾誤差の補償を行な
い、ローパスフィルタにより、アンテナを動作させた時
の柔軟構造物の振動モードの励起を抑えるように高周波
領域におけるゲイン特性を抑える特性を有する。
ゲイン、ＫLRFPは、比例補償ゲイン、ＴLRFFは、ローパ
スフィルタ時定数、ξLRFFは、ローパスフィルタ減衰定
数、Ｓは、ラプラス演算子である。本制御ロジックは、
追尾受信機２の出力信号である追尾誤差信号に対し、積
分補償と比例補償によりアンテナ追尾誤差の補償を行な
い、ローパスフィルタにより、アンテナを動作させた時
の柔軟構造物の振動モードの励起を抑えるように高周波
領域におけるゲイン特性を抑える特性を有する。
【０００７】４は、“数１”に示す特性を有する制御ロ
ジックの出力である制御量をステップモータを駆動する
ためのパルスに変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周波数）
変換器、５は、ステップモータのドライバ回路、６は、
図８に示す構成のアンテナ駆動機構である。
ジックの出力である制御量をステップモータを駆動する
ためのパルスに変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周波数）
変換器、５は、ステップモータのドライバ回路、６は、
図８に示す構成のアンテナ駆動機構である。
【０００８】図１０は、従来の視野捕捉制御装置の他の
実施の形態のブロック図である。図において、７はアン
テナの駆動角度を検出する角度検出器、８は地上での衛
星の測距結果より得られる軌道決定値を基に追尾すべき
衛星または地球局の指向方向を算出するアンテナ駆動角
目標値算出ロジック、９は、角度検出器の出力角度とア
ンテナ駆動角目標値算出ロジックの出力角度の減算を行
い追尾誤差角を算出する減算ロジック、１０は減算ロジ
ックの出力信号である誤差角度を補正する制御量を算出
する制御ロジックであり、“数２”に示すような特性を
有するフィルタである。
実施の形態のブロック図である。図において、７はアン
テナの駆動角度を検出する角度検出器、８は地上での衛
星の測距結果より得られる軌道決定値を基に追尾すべき
衛星または地球局の指向方向を算出するアンテナ駆動角
目標値算出ロジック、９は、角度検出器の出力角度とア
ンテナ駆動角目標値算出ロジックの出力角度の減算を行
い追尾誤差角を算出する減算ロジック、１０は減算ロジ
ックの出力信号である誤差角度を補正する制御量を算出
する制御ロジックであり、“数２”に示すような特性を
有するフィルタである。
【０００９】
【数２】
【００１０】上記“数２”において、ＫLENIは積分補償
ゲイン、ＫLENPは、比例補償ゲイン、ＴLENFは、ローパ
スフィルタ時定数、ξLENFは、ローパスフィルタ減衰定
数、Ｓは、ラプラス演算子である。本制御ロジックは、
減算ロジック９の出力信号である誤差角度に対し、積分
補償と比例補償によりアンテナ追尾誤差の補償を行な
い、ローパスフィルタにより、アンテナを動作させた時
の柔軟構造物の振動モードの励起を抑えるように高周波
数領域におけるゲイン特性を抑える特性を有する。
ゲイン、ＫLENPは、比例補償ゲイン、ＴLENFは、ローパ
スフィルタ時定数、ξLENFは、ローパスフィルタ減衰定
数、Ｓは、ラプラス演算子である。本制御ロジックは、
減算ロジック９の出力信号である誤差角度に対し、積分
補償と比例補償によりアンテナ追尾誤差の補償を行な
い、ローパスフィルタにより、アンテナを動作させた時
の柔軟構造物の振動モードの励起を抑えるように高周波
数領域におけるゲイン特性を抑える特性を有する。
【００１１】４は、“数２”に示す特性を有する制御ロ
ジックの出力である制御量をステップモータを駆動する
ためのパルスに変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周波数）
変換器、５は、ステップモータのドライバ回路、６は、
図８に示す構成のアンテナ駆動機構である。
ジックの出力である制御量をステップモータを駆動する
ためのパルスに変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周波数）
変換器、５は、ステップモータのドライバ回路、６は、
図８に示す構成のアンテナ駆動機構である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】近年人工衛星は、ミッ
ションの多様化、多機能化のため大型化の傾向にある。
したがって、例えば、アンテナ、アンテナサポートブー
ム及び太陽電池パドル等の構造物も必然的に大型化さ
れ、その構造物の固有振動数が下がってくる。
ションの多様化、多機能化のため大型化の傾向にある。
したがって、例えば、アンテナ、アンテナサポートブー
ム及び太陽電池パドル等の構造物も必然的に大型化さ
れ、その構造物の固有振動数が下がってくる。
【００１３】一方、ミッション系からの指向精度及び姿
勢変動への要求は厳しくなり、制御系の制御帯域は広帯
域化の傾向にある。従って、制御系の制御帯域と構造物
の固有振動数が近接し、柔軟構造物の振動モードとの干
渉が重大な問題である。
勢変動への要求は厳しくなり、制御系の制御帯域は広帯
域化の傾向にある。従って、制御系の制御帯域と構造物
の固有振動数が近接し、柔軟構造物の振動モードとの干
渉が重大な問題である。
【００１４】上記のような視野捕捉制御装置を例えば、
アンテナ、アンテナサポートブーム及び太陽電池パドル
等の柔軟性を有する構造物を搭載した人工衛星に適用し
た場合、ステップモータの駆動特性が間欠的であり、過
大な駆動トルクを発生するため、柔軟構造物の共振周波
数とこのステップモータの駆動周期が同期し共振してし
まい、アンテナの指向精度が劣化していしまうと共に、
衛星本体への大きな外乱となってしまうという問題点が
生じてくる。
アンテナ、アンテナサポートブーム及び太陽電池パドル
等の柔軟性を有する構造物を搭載した人工衛星に適用し
た場合、ステップモータの駆動特性が間欠的であり、過
大な駆動トルクを発生するため、柔軟構造物の共振周波
数とこのステップモータの駆動周期が同期し共振してし
まい、アンテナの指向精度が劣化していしまうと共に、
衛星本体への大きな外乱となってしまうという問題点が
生じてくる。
【００１５】図１１には、この問題点である共振現象を
示した応答波形の例である。（ａ）は、アンテナへの駆
動角度指令を示しており、一定速度で駆動させた場合を
想定している。（ｂ）は、（ａ）の角度指令に追尾する
ようにステップモータを動作させたときの駆動パターン
を示しており、一定時間間隔で１ステップ角度づつ駆動
される。（ｃ）は、ステップモータ駆動の際に発生する
駆動トルクを示している。（ｄ）は、この発生トルクに
より励起される振動モードの変動を示しており、ステッ
プモータの駆動周期が振動モードの振動数と一致した場
合の共振状態を示している。このような共振現象が発生
した場合には、振動モードの振幅が増大して行き、柔軟
構造物自体が持つ自然減衰によりある一定振幅で飽和す
る。一般に、この柔軟構造物自体が持つ自然減衰量は非
常に小さいため、飽和時の振幅は非常に大きな振幅であ
り、この影響で発生するアンテナ指向角誤差の劣化及び
衛星本体角速度の変動は、要求値を満たさない。
示した応答波形の例である。（ａ）は、アンテナへの駆
動角度指令を示しており、一定速度で駆動させた場合を
想定している。（ｂ）は、（ａ）の角度指令に追尾する
ようにステップモータを動作させたときの駆動パターン
を示しており、一定時間間隔で１ステップ角度づつ駆動
される。（ｃ）は、ステップモータ駆動の際に発生する
駆動トルクを示している。（ｄ）は、この発生トルクに
より励起される振動モードの変動を示しており、ステッ
プモータの駆動周期が振動モードの振動数と一致した場
合の共振状態を示している。このような共振現象が発生
した場合には、振動モードの振幅が増大して行き、柔軟
構造物自体が持つ自然減衰によりある一定振幅で飽和す
る。一般に、この柔軟構造物自体が持つ自然減衰量は非
常に小さいため、飽和時の振幅は非常に大きな振幅であ
り、この影響で発生するアンテナ指向角誤差の劣化及び
衛星本体角速度の変動は、要求値を満たさない。
【００１６】図１２には、従来の視野捕捉装置を適用し
たときの閉ループの周波数応答の例を示す。本図では、
柔構造物としてアンテナサポートブーム及びアンテナ駆
動機構内のハーモニックドライブを考慮している。この
柔構造物の共振特性の影響で、この周波数とステップモ
ータの駆動周期が一致したときに図１１に示す様な共振
現象が発生する。
たときの閉ループの周波数応答の例を示す。本図では、
柔構造物としてアンテナサポートブーム及びアンテナ駆
動機構内のハーモニックドライブを考慮している。この
柔構造物の共振特性の影響で、この周波数とステップモ
ータの駆動周期が一致したときに図１１に示す様な共振
現象が発生する。
【００１７】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、人工衛星に搭載される柔軟構造物
の共振周波数領域における、柔軟構造物の振動モードの
減衰を高めることにより、共振周波数でステップモータ
が駆動した場合にでも高いアンテナ指向精度を保ち、衛
星本体への外乱を軽減する視野捕捉制御装置を得ること
を目的とする。
なされたものであり、人工衛星に搭載される柔軟構造物
の共振周波数領域における、柔軟構造物の振動モードの
減衰を高めることにより、共振周波数でステップモータ
が駆動した場合にでも高いアンテナ指向精度を保ち、衛
星本体への外乱を軽減する視野捕捉制御装置を得ること
を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】この発明にかかわる人工
衛星の視野捕捉制御装置は、追尾すべき衛星または地球
局から送信される電波を受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ）センサ、このＲＦセンサの出力信号
より直交する２軸の追尾誤差信号を出力する追尾受信
機、この追尾受信機の出力信号を入力信号とし制御ロジ
ックとして積分補償、比例補償及び柔軟構造特性を有す
るアンテナ駆動機構内のハーモニックドライブの振動モ
ードとアンテナ駆動機構駆動との共振現象を抑えるため
に振動モードを逆位相安定化する一次高域通過フィルタ
により構成されたアクティブダンピング制御ロジック、
この制御ロジックの出力信号を入力としこの出力信号に
比例した周波数のパルス列に変換するＶ−Ｆ（電圧−周
波数）変換器、このＶ−Ｆ変換器の出力信号を入力信号
としステップモータを駆動源とするアンテナ駆動機構の
駆動指令を出力するドライバ回路、このドライバ回路の
出力信号に応じ回転するステップモータを駆動源とする
アンテナ駆動機構とで構成したものである。
衛星の視野捕捉制御装置は、追尾すべき衛星または地球
局から送信される電波を受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆ
ｒｅｑｕｅｎｃｙ）センサ、このＲＦセンサの出力信号
より直交する２軸の追尾誤差信号を出力する追尾受信
機、この追尾受信機の出力信号を入力信号とし制御ロジ
ックとして積分補償、比例補償及び柔軟構造特性を有す
るアンテナ駆動機構内のハーモニックドライブの振動モ
ードとアンテナ駆動機構駆動との共振現象を抑えるため
に振動モードを逆位相安定化する一次高域通過フィルタ
により構成されたアクティブダンピング制御ロジック、
この制御ロジックの出力信号を入力としこの出力信号に
比例した周波数のパルス列に変換するＶ−Ｆ（電圧−周
波数）変換器、このＶ−Ｆ変換器の出力信号を入力信号
としステップモータを駆動源とするアンテナ駆動機構の
駆動指令を出力するドライバ回路、このドライバ回路の
出力信号に応じ回転するステップモータを駆動源とする
アンテナ駆動機構とで構成したものである。
【００１９】この発明にかかわる人工衛星の視野捕捉制
御装置は、アンテナの駆動角度を検出する角度検出器、
軌道決定結果を基に追尾すべき衛星または地球局の指向
方向を算出するアンテナ駆動方向目標値算出ロジック、
上記角度検出器の出力信号とアンテナ駆動方向目標値算
出ロジックの出力信号の差から追尾誤差角度を算出する
減算ロジック、この減算ロジックの出力信号を入力信号
とし制御ロジックとして積分補償、比例補償及び柔軟構
造特性を有するアンテナ駆動機構内のハーモニックドラ
イブの振動モードとアンテナ駆動機構駆動との共振現象
を抑えるために振動モードを逆位相安定化する一次高域
通過フィルタにより構成されたアクティブダンピング制
御ロジック、この制御ロジックの出力信号を入力としこ
の出力信号に比例した周波数のパルス列に変換するＶ−
Ｆ（電圧−周波数）変換器、このＶ−Ｆ変換器の出力信
号を入力信号としステップモータを駆動源とするアンテ
ナ駆動機構の駆動指令を出力するドライバ回路、このド
ライバ回路の出力信号に応じ回転するステップモータを
駆動源とするアンテナ駆動機構とで構成したものであ
る。
御装置は、アンテナの駆動角度を検出する角度検出器、
軌道決定結果を基に追尾すべき衛星または地球局の指向
方向を算出するアンテナ駆動方向目標値算出ロジック、
上記角度検出器の出力信号とアンテナ駆動方向目標値算
出ロジックの出力信号の差から追尾誤差角度を算出する
減算ロジック、この減算ロジックの出力信号を入力信号
とし制御ロジックとして積分補償、比例補償及び柔軟構
造特性を有するアンテナ駆動機構内のハーモニックドラ
イブの振動モードとアンテナ駆動機構駆動との共振現象
を抑えるために振動モードを逆位相安定化する一次高域
通過フィルタにより構成されたアクティブダンピング制
御ロジック、この制御ロジックの出力信号を入力としこ
の出力信号に比例した周波数のパルス列に変換するＶ−
Ｆ（電圧−周波数）変換器、このＶ−Ｆ変換器の出力信
号を入力信号としステップモータを駆動源とするアンテ
ナ駆動機構の駆動指令を出力するドライバ回路、このド
ライバ回路の出力信号に応じ回転するステップモータを
駆動源とするアンテナ駆動機構とで構成したものであ
る。
【００２０】この発明の人工衛星の視野捕捉制御装置
は、追尾すべき衛星または地球局から送信される電波を
受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）セン
サ、このＲＦセンサの出力信号より直交する２軸の追尾
誤差信号を出力する追尾受信機、この追尾受信機の出力
信号を入力信号として積分及び比例補償を行なう制御ロ
ジックと、アンテナの駆動角度を検出する角度検出器の
出力信号を入力信号として柔軟構造特性を有するアンテ
ナ駆動機構内のハーモニックドライブの振動モードとア
ンテナ駆動機構駆動との共振現象を抑えるために振動モ
ードを逆位相安定化する一次高域通過フィルタにより構
成されたアクティブダンピング制御ロジック、この制御
ロジックの出力信号を入力としこの出力信号に比例した
周波数のパルス列に変換するＶ−Ｆ（電圧−周波数）変
換器、このＶ−Ｆ変換器の出力信号を入力信号としステ
ップモータを駆動源とするアンテナ駆動機構の駆動指令
を出力するドライバ回路、このドライバ回路の出力信号
に応じ回転するステップモータを駆動源とするアンテナ
駆動機構とで構成したものである。
は、追尾すべき衛星または地球局から送信される電波を
受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）セン
サ、このＲＦセンサの出力信号より直交する２軸の追尾
誤差信号を出力する追尾受信機、この追尾受信機の出力
信号を入力信号として積分及び比例補償を行なう制御ロ
ジックと、アンテナの駆動角度を検出する角度検出器の
出力信号を入力信号として柔軟構造特性を有するアンテ
ナ駆動機構内のハーモニックドライブの振動モードとア
ンテナ駆動機構駆動との共振現象を抑えるために振動モ
ードを逆位相安定化する一次高域通過フィルタにより構
成されたアクティブダンピング制御ロジック、この制御
ロジックの出力信号を入力としこの出力信号に比例した
周波数のパルス列に変換するＶ−Ｆ（電圧−周波数）変
換器、このＶ−Ｆ変換器の出力信号を入力信号としステ
ップモータを駆動源とするアンテナ駆動機構の駆動指令
を出力するドライバ回路、このドライバ回路の出力信号
に応じ回転するステップモータを駆動源とするアンテナ
駆動機構とで構成したものである。
【００２１】この発明の人工衛星の視野捕捉制御装置
は、アンテナの駆動角度を検出する角度検出器、軌道決
定結果を基に追尾すべき衛星または地球局の指向方向を
算出するアンテナ駆動方向目標値算出ロジック、上記角
度検出器の出力信号とアンテナ駆動方向目標値算出ロジ
ックの出力信号の差から追尾誤差角度を算出する減算ロ
ジック、この減算ロジックの出力信号を入力信号とし制
御ロジックとして積分及び比例補償を行なう制御ロジッ
クとアンテナの駆動角度を検出する角度検出器の出力信
号を入力信号として柔軟構造特性を有するアンテナ駆動
機構内のハーモニックドライブの振動モードとアンテナ
駆動機構駆動との共振現象を抑えるために振動モードを
逆位相安定化する一次高域通過フィルタにより構成され
たアクティブダンピング制御ロジック、この制御ロジッ
クの出力信号を入力としこの出力信号に比例した周波数
のパルス列に変換するＶ−Ｆ（電圧−周波数）変換器、
このＶ−Ｆ変換器の出力信号を入力信号としステップモ
ータを駆動源とするアンテナ駆動機構の駆動指令を出力
するドライバ回路、このドライバ回路の出力信号に応じ
回転するステップモータを駆動源とするアンテナ駆動機
構とで構成したものである。
は、アンテナの駆動角度を検出する角度検出器、軌道決
定結果を基に追尾すべき衛星または地球局の指向方向を
算出するアンテナ駆動方向目標値算出ロジック、上記角
度検出器の出力信号とアンテナ駆動方向目標値算出ロジ
ックの出力信号の差から追尾誤差角度を算出する減算ロ
ジック、この減算ロジックの出力信号を入力信号とし制
御ロジックとして積分及び比例補償を行なう制御ロジッ
クとアンテナの駆動角度を検出する角度検出器の出力信
号を入力信号として柔軟構造特性を有するアンテナ駆動
機構内のハーモニックドライブの振動モードとアンテナ
駆動機構駆動との共振現象を抑えるために振動モードを
逆位相安定化する一次高域通過フィルタにより構成され
たアクティブダンピング制御ロジック、この制御ロジッ
クの出力信号を入力としこの出力信号に比例した周波数
のパルス列に変換するＶ−Ｆ（電圧−周波数）変換器、
このＶ−Ｆ変換器の出力信号を入力信号としステップモ
ータを駆動源とするアンテナ駆動機構の駆動指令を出力
するドライバ回路、このドライバ回路の出力信号に応じ
回転するステップモータを駆動源とするアンテナ駆動機
構とで構成したものである。
【００２２】
実施の形態１．図１は、この発明による人工衛星の視野
捕捉制御装置の実施の形態１の全体構成図である。図１
において、１はＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ）センサ、２はＲＦセンサ１の出力信号より２軸の追
尾誤差信号を検出する追尾受信機、３は、追尾受信機の
出力信号である誤差角度を補償する制御量を算出するア
クティブダンピング制御ロジックであり、“数３”に示
すような特性を有する積分及び比例補償と一次高域通過
フィルタにより構成された装置である。
捕捉制御装置の実施の形態１の全体構成図である。図１
において、１はＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ）センサ、２はＲＦセンサ１の出力信号より２軸の追
尾誤差信号を検出する追尾受信機、３は、追尾受信機の
出力信号である誤差角度を補償する制御量を算出するア
クティブダンピング制御ロジックであり、“数３”に示
すような特性を有する積分及び比例補償と一次高域通過
フィルタにより構成された装置である。
【００２３】
【数３】
【００２４】上記“数３”は、追尾受信機の出力信号を
フィードバック信号とした時のアクティブダンピング制
御ロジックの伝達特性であり、ＫRFI は積分補償ゲイ
ン、ＫRFP は、比例補償ゲイン、ＴRFF は、一次高域通
過フィルタの遅れ時定数、ＫRF D は、一次高域通過フィ
ルタの微分補償ゲイン、Ｓは、ラプラス演算子である。
フィードバック信号とした時のアクティブダンピング制
御ロジックの伝達特性であり、ＫRFI は積分補償ゲイ
ン、ＫRFP は、比例補償ゲイン、ＴRFF は、一次高域通
過フィルタの遅れ時定数、ＫRF D は、一次高域通過フィ
ルタの微分補償ゲイン、Ｓは、ラプラス演算子である。
【００２５】上記“数３”に示すアクティブダンピング
制御ロジックの一次高域通過フィルタ特性の効果により
柔軟構造物の振動モードを逆位相安定化すると共に、こ
れらの振動モードの減衰を高めることによりステップモ
ータの間欠的な駆動特性を有するアンテナ駆動機構の駆
動周期と柔軟構造物の振動周期が共振することを回避す
る。４は、レギュレータの出力である制御量をステップ
モータを駆動するためのパルスに変換するためのＶ−Ｆ
（電圧−周波数）変換器、５は、ステップモータのドラ
イバ回路、６は、図８に示す構成のアンテナ駆動機構で
ある。
制御ロジックの一次高域通過フィルタ特性の効果により
柔軟構造物の振動モードを逆位相安定化すると共に、こ
れらの振動モードの減衰を高めることによりステップモ
ータの間欠的な駆動特性を有するアンテナ駆動機構の駆
動周期と柔軟構造物の振動周期が共振することを回避す
る。４は、レギュレータの出力である制御量をステップ
モータを駆動するためのパルスに変換するためのＶ−Ｆ
（電圧−周波数）変換器、５は、ステップモータのドラ
イバ回路、６は、図８に示す構成のアンテナ駆動機構で
ある。
【００２６】図１の構成において、上記“数３”のアク
ティブダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタ
を適用した場合の振動モードの減衰の向上効果について
述べる。図１中の３に示すアクティブダンピング制御ロ
ジックの出力であるモータへの速度指令から２の追尾受
信機出力信号までの伝達関数は、アジマスとエレベーシ
ョンがそれぞれ独立で双方ともに“数４”で示すような
特性を有する。
ティブダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタ
を適用した場合の振動モードの減衰の向上効果について
述べる。図１中の３に示すアクティブダンピング制御ロ
ジックの出力であるモータへの速度指令から２の追尾受
信機出力信号までの伝達関数は、アジマスとエレベーシ
ョンがそれぞれ独立で双方ともに“数４”で示すような
特性を有する。
【００２７】
【数４】
【００２８】上記“数４”において、ωは、アンテナ駆
動機構の柔軟構造物の振動モードの固有振動数であり、
ζは振動モードの自然減衰定数、Ｓは、ラプラス演算子
である。ζは、構造物の自然減衰定数であるため大きく
ても０．０１〜０．０２程度であるため、ステップモー
タの駆動周波数と構造物の振動周波数が同期した場合に
は、この柔軟構造物の振動が増幅され指向精度が劣化す
る。
動機構の柔軟構造物の振動モードの固有振動数であり、
ζは振動モードの自然減衰定数、Ｓは、ラプラス演算子
である。ζは、構造物の自然減衰定数であるため大きく
ても０．０１〜０．０２程度であるため、ステップモー
タの駆動周波数と構造物の振動周波数が同期した場合に
は、この柔軟構造物の振動が増幅され指向精度が劣化す
る。
【００２９】この発明の制御ロジックであるアクティブ
ダンピング制御ロジックを適用した場合には、制御系が
この振動を検知し、振動モードの減衰定数を向上させる
ように動作するため、ステップモータの駆動周波数と構
造物の振動周波数が同期した場合にでも、柔軟構造物の
振動が増幅される事を防止し、指向精度の劣化を防止す
る。さらに、柔軟構造物の振動が抑えられるため衛星本
体への擾乱を抑えることになる。
ダンピング制御ロジックを適用した場合には、制御系が
この振動を検知し、振動モードの減衰定数を向上させる
ように動作するため、ステップモータの駆動周波数と構
造物の振動周波数が同期した場合にでも、柔軟構造物の
振動が増幅される事を防止し、指向精度の劣化を防止す
る。さらに、柔軟構造物の振動が抑えられるため衛星本
体への擾乱を抑えることになる。
【００３０】この発明の制御ロジックを適用した場合の
振動モードの減衰定数の増加量を近似的に求めると“数
５”となる。
振動モードの減衰定数の増加量を近似的に求めると“数
５”となる。
【００３１】
【数５】
【００３２】“数５”より一次高域通過フィルタの遅れ
時定数ＴRFF を振動モードの固有振動数ωの逆数近傍に
設定し、ＴRFF ＊ωを１に近い値とし、一次高域通過フ
ィルタの微分補償ゲインＫRFF を大きく設定することに
より振動モードの減衰定数を高く設定することが可能で
あることが判る。
時定数ＴRFF を振動モードの固有振動数ωの逆数近傍に
設定し、ＴRFF ＊ωを１に近い値とし、一次高域通過フ
ィルタの微分補償ゲインＫRFF を大きく設定することに
より振動モードの減衰定数を高く設定することが可能で
あることが判る。
【００３３】図５には、この発明のアクティブダンピン
グ制御ロジックを適用した場合の共振時の応答波形の例
である。（ａ）は、アンテナへの駆動角度指令を示して
おり、柔軟構造物の共振周波数とステップモータの駆動
周期が同期する一定速度で駆動させた場合を想定してい
る。（ｂ）は、（ａ）の角度指令に追尾するようにステ
ップモータを動作させたときの駆動パターンを示してお
り、一定時間間隔で１ステップ角度づつ駆動される。
（ｃ）は、ステップモータ駆動の際に発生する駆動トル
クを示している。（ｄ）は、この発生トルクにより励起
される振動モードの変動を示している。
グ制御ロジックを適用した場合の共振時の応答波形の例
である。（ａ）は、アンテナへの駆動角度指令を示して
おり、柔軟構造物の共振周波数とステップモータの駆動
周期が同期する一定速度で駆動させた場合を想定してい
る。（ｂ）は、（ａ）の角度指令に追尾するようにステ
ップモータを動作させたときの駆動パターンを示してお
り、一定時間間隔で１ステップ角度づつ駆動される。
（ｃ）は、ステップモータ駆動の際に発生する駆動トル
クを示している。（ｄ）は、この発生トルクにより励起
される振動モードの変動を示している。
【００３４】図１１の従来技術を適用した場合の応答波
形と比較すると判るとおり、柔軟構造物の共振周期と同
期した場合でも、（ｄ）に示す振動モードの振動振幅が
増大することなく小さく抑えられる。これは、この発明
のアクティブダンピング制御ロジックの効果により、柔
軟構造物の振動モードの減衰が高められるためである。
形と比較すると判るとおり、柔軟構造物の共振周期と同
期した場合でも、（ｄ）に示す振動モードの振動振幅が
増大することなく小さく抑えられる。これは、この発明
のアクティブダンピング制御ロジックの効果により、柔
軟構造物の振動モードの減衰が高められるためである。
【００３５】図６には、このアクティブダンピング制御
ロジックを適用したときの閉ループ伝達関数の周波数応
答を示す。図１２の周波数応答と比較するとアンテナサ
ポートブーム及びアンテナ駆動機構内のハーモニックド
ライブの共振周波数におけるゲインのピーク特性が低く
抑えられている。これは、アクティブダンピング制御ロ
ジックの効果であり、この制御ロジックによりアンテナ
サポートブーム及びアンテナ駆動機構内のハーモニック
ドライブの振動モードの減衰が高められたことによる。
ロジックを適用したときの閉ループ伝達関数の周波数応
答を示す。図１２の周波数応答と比較するとアンテナサ
ポートブーム及びアンテナ駆動機構内のハーモニックド
ライブの共振周波数におけるゲインのピーク特性が低く
抑えられている。これは、アクティブダンピング制御ロ
ジックの効果であり、この制御ロジックによりアンテナ
サポートブーム及びアンテナ駆動機構内のハーモニック
ドライブの振動モードの減衰が高められたことによる。
【００３６】実施の形態２．図２は、この発明による人
工衛星の視野捕捉制御装置の実施の形態２の全体構成図
である。図２において、７はアンテナの駆動角度を検出
する角度検出器、８は軌道決定結果を基に追尾すべき衛
星または地球局の指向方向を算出するアンテナ駆動方向
目標値算出ロジック、９は、角度検出器の出力角度とア
ンテナ駆動方向目標値算出ロジックの出力角度の減算を
行い追尾誤差角を算出する減算ロジック、９は減算ロジ
ックの出力信号である誤差角度を補償する制御量を算出
するアクティブダンピング制御ロジックであり、“数
６”に示すような特性を有する一次高域通過フィルタで
ある。
工衛星の視野捕捉制御装置の実施の形態２の全体構成図
である。図２において、７はアンテナの駆動角度を検出
する角度検出器、８は軌道決定結果を基に追尾すべき衛
星または地球局の指向方向を算出するアンテナ駆動方向
目標値算出ロジック、９は、角度検出器の出力角度とア
ンテナ駆動方向目標値算出ロジックの出力角度の減算を
行い追尾誤差角を算出する減算ロジック、９は減算ロジ
ックの出力信号である誤差角度を補償する制御量を算出
するアクティブダンピング制御ロジックであり、“数
６”に示すような特性を有する一次高域通過フィルタで
ある。
【００３７】
【数６】
【００３８】上記“数６”は、減算ロジックの出力信号
をフィードバック信号とした時のアクティブダンピング
制御ロジックの伝達特性であり、ＫENI は積分補償ゲイ
ン、ＫENP は、比例補償ゲイン、ＴENF は、一次高域通
過フィルタの遅れ時定数、ＫEND は、一次高域通過フィ
ルタの微分補償ゲイン、Ｓは、ラプラス演算子である。
をフィードバック信号とした時のアクティブダンピング
制御ロジックの伝達特性であり、ＫENI は積分補償ゲイ
ン、ＫENP は、比例補償ゲイン、ＴENF は、一次高域通
過フィルタの遅れ時定数、ＫEND は、一次高域通過フィ
ルタの微分補償ゲイン、Ｓは、ラプラス演算子である。
【００３９】上記“数６”に示すアクティブダンピング
制御ロジックの一次高域通過フィルタ特性効果により柔
軟構造物の振動モードを逆位相安定化し、これらの振動
モードの減衰を高めると共に、ステップモータ等の間欠
的な駆動特性を有するアンテナ駆動機構の駆動周期と柔
軟構造物の振動周期が共振することを回避する。４は、
レギュレータの出力である制御量をステップモータを駆
動するためのパルスに変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周
波数）変換器、５は、ステップモータのドライバ回路、
６は、図８に示す構成のアンテナ駆動機構である。実施
の形態２においても、実施の形態１で示した“数５”の
関係が成立するため、制御ゲインを適切に設定すること
により振動モードの減衰を高めることが可能となる。
制御ロジックの一次高域通過フィルタ特性効果により柔
軟構造物の振動モードを逆位相安定化し、これらの振動
モードの減衰を高めると共に、ステップモータ等の間欠
的な駆動特性を有するアンテナ駆動機構の駆動周期と柔
軟構造物の振動周期が共振することを回避する。４は、
レギュレータの出力である制御量をステップモータを駆
動するためのパルスに変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周
波数）変換器、５は、ステップモータのドライバ回路、
６は、図８に示す構成のアンテナ駆動機構である。実施
の形態２においても、実施の形態１で示した“数５”の
関係が成立するため、制御ゲインを適切に設定すること
により振動モードの減衰を高めることが可能となる。
【００４０】実施の形態３．図３は、この発明による人
工衛星の視野捕捉制御装置の実施の形態３の全体構成図
である。図３において、１はＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ）センサ、２はＲＦセンサの出力信号より
２軸の追尾誤差信号を検出する追尾受信機、１１は、追
尾受信機の出力信号である誤差角度を補償し制御量を算
出する積分及び比例制御ロジックであり、“数７”に示
すような特性を有する積分及び比例補償ロジックであ
る。
工衛星の視野捕捉制御装置の実施の形態３の全体構成図
である。図３において、１はＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅ
ｑｕｅｎｃｙ）センサ、２はＲＦセンサの出力信号より
２軸の追尾誤差信号を検出する追尾受信機、１１は、追
尾受信機の出力信号である誤差角度を補償し制御量を算
出する積分及び比例制御ロジックであり、“数７”に示
すような特性を有する積分及び比例補償ロジックであ
る。
【００４１】
【数７】
【００４２】上記“数７”は、追尾受信機の出力信号で
ある誤差角度を補償し制御量を算出する積分及び比例制
御ロジックであり、ＫHRI は積分補償ゲイン、ＫHRP
は、比例補償ゲイン、Ｓは、ラプラス演算子である。
ある誤差角度を補償し制御量を算出する積分及び比例制
御ロジックであり、ＫHRI は積分補償ゲイン、ＫHRP
は、比例補償ゲイン、Ｓは、ラプラス演算子である。
【００４３】図３において、７はアンテナの駆動角度を
検出する角度検出器、１２は角度検出器の出力信号であ
るアンテナ駆動角度から柔軟構造物の振動モードを逆位
相安定化するための一次高域通過フィルタであり、“数
８”に示すような特性を有するフィルタである。
検出する角度検出器、１２は角度検出器の出力信号であ
るアンテナ駆動角度から柔軟構造物の振動モードを逆位
相安定化するための一次高域通過フィルタであり、“数
８”に示すような特性を有するフィルタである。
【００４４】
【数８】
【００４５】上記“数８”は、角度検出器の出力信号で
あるアンテナ駆動角度から柔軟構造物の振動モードを逆
位相安定化するための一次高域通過フィルタであり、Ｔ
HRF一次高域通過フィルタの遅れ時定数、ＫHRD は、一
次高域通過フィルタの微分補償ゲイン、Ｓは、ラプラス
演算子である。
あるアンテナ駆動角度から柔軟構造物の振動モードを逆
位相安定化するための一次高域通過フィルタであり、Ｔ
HRF一次高域通過フィルタの遅れ時定数、ＫHRD は、一
次高域通過フィルタの微分補償ゲイン、Ｓは、ラプラス
演算子である。
【００４６】上記“数８”に示す一次高域通過フィルタ
特性効果及び“数７”に示す積分及び比例補償を加算し
た値を制御量とすることにより、柔軟構造物の振動モー
ドを逆位相安定化し、これらの振動モードの減衰を高め
ると共に、ステップモータ等の間欠的な駆動特性を有す
るアンテナ駆動機構の駆動周期と柔軟構造物の振動周期
が共振することを回避する。４は、レギュレータの出力
である制御量をステップモータを駆動するためのパルス
に変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周波数）変換器、５
は、ステップモータのドライバ回路、６は、図８に示す
構成のアンテナ駆動機構である。実施の形態３において
も、実施の形態１で示した“数５”の関係が成立するた
め、制御ゲインを適切に設定することにより振動モード
の減衰を高めることが可能となる。
特性効果及び“数７”に示す積分及び比例補償を加算し
た値を制御量とすることにより、柔軟構造物の振動モー
ドを逆位相安定化し、これらの振動モードの減衰を高め
ると共に、ステップモータ等の間欠的な駆動特性を有す
るアンテナ駆動機構の駆動周期と柔軟構造物の振動周期
が共振することを回避する。４は、レギュレータの出力
である制御量をステップモータを駆動するためのパルス
に変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周波数）変換器、５
は、ステップモータのドライバ回路、６は、図８に示す
構成のアンテナ駆動機構である。実施の形態３において
も、実施の形態１で示した“数５”の関係が成立するた
め、制御ゲインを適切に設定することにより振動モード
の減衰を高めることが可能となる。
【００４７】実施の形態４．図４は、この発明による人
工衛星の視野捕捉制御装置の実施の形態４の全体構成図
である。図４において、７はアンテナの駆動角度を検出
する角度検出器、８は軌道決定結果を基に追尾すべき衛
星または地球局の指向方向を算出するアンテナ駆動方向
目標値算出ロジック、９は、角度検出器の出力角度とア
ンテナ駆動方向目標算出ロジックの出力角度の減算を行
い追尾誤差角を算出する減算ロジック、１１は減算ロジ
ックの出力信号である誤差角度を補正する制御量を算出
する積分及び比例制御ロジックであり、“数９”に示す
ような特性を有する積分及び比例補償ロジックである。
工衛星の視野捕捉制御装置の実施の形態４の全体構成図
である。図４において、７はアンテナの駆動角度を検出
する角度検出器、８は軌道決定結果を基に追尾すべき衛
星または地球局の指向方向を算出するアンテナ駆動方向
目標値算出ロジック、９は、角度検出器の出力角度とア
ンテナ駆動方向目標算出ロジックの出力角度の減算を行
い追尾誤差角を算出する減算ロジック、１１は減算ロジ
ックの出力信号である誤差角度を補正する制御量を算出
する積分及び比例制御ロジックであり、“数９”に示す
ような特性を有する積分及び比例補償ロジックである。
【００４８】
【数９】
【００４９】上記“数９”は、減算ロジックの出力信号
を追尾誤差とした時の積分及び比例制御ロジックの伝達
特性であり、ＫHEI は積分補償ゲイン、ＫHEP は、比例
補償ゲイン、Ｓは、ラプラス演算子である。
を追尾誤差とした時の積分及び比例制御ロジックの伝達
特性であり、ＫHEI は積分補償ゲイン、ＫHEP は、比例
補償ゲイン、Ｓは、ラプラス演算子である。
【００５０】図４において、１２は角度検出器の出力信
号であるアンテナ駆動角度から柔軟構造物の振動モード
を逆位相安定化するための一次高域通過フィルタであ
り、“数１０”に示すような特性を有するフィルタであ
る。
号であるアンテナ駆動角度から柔軟構造物の振動モード
を逆位相安定化するための一次高域通過フィルタであ
り、“数１０”に示すような特性を有するフィルタであ
る。
【００５１】
【数１０】
【００５２】上記“数１０”は、角度検出器の出力信号
であるアンテナ駆動角度から柔軟構造物の振動モードを
逆位相安定化するための一次高域通過フィルタであり、
ＴHE F 一次高域通過フィルタの遅れ時定数、ＫHED は、
一次高域通過フィルタの微分補償ゲイン、Ｓは、ラプラ
ス演算子である。
であるアンテナ駆動角度から柔軟構造物の振動モードを
逆位相安定化するための一次高域通過フィルタであり、
ＴHE F 一次高域通過フィルタの遅れ時定数、ＫHED は、
一次高域通過フィルタの微分補償ゲイン、Ｓは、ラプラ
ス演算子である。
【００５３】上記“数１０”に示す一次高域通過フィル
タ特性効果及び“数９”に示す積分及び比例補償を加算
した値を制御量とすることにより、柔軟構造物の振動モ
ードを逆位相安定化し、これらの振動モードの減衰を高
めると共に、ステップモータ等の間欠的な駆動特性を有
するアンテナ駆動機構の駆動周期と柔軟構造物の振動周
期が共振することを回避する。４は、レギュレータの出
力である制御量をステップモータを駆動するためのパル
スに変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周波数）変換器、５
は、ステップモータのドライバ回路、６は、図８に示す
構成のアンテナ駆動機構である。実施の形態４において
も、実施の形態１で示した“数５”の関係が成立するた
め、制御ゲインを適切に設定することにより振動モード
の減衰を高めることが可能となる。
タ特性効果及び“数９”に示す積分及び比例補償を加算
した値を制御量とすることにより、柔軟構造物の振動モ
ードを逆位相安定化し、これらの振動モードの減衰を高
めると共に、ステップモータ等の間欠的な駆動特性を有
するアンテナ駆動機構の駆動周期と柔軟構造物の振動周
期が共振することを回避する。４は、レギュレータの出
力である制御量をステップモータを駆動するためのパル
スに変換するためのＶ−Ｆ（電圧−周波数）変換器、５
は、ステップモータのドライバ回路、６は、図８に示す
構成のアンテナ駆動機構である。実施の形態４において
も、実施の形態１で示した“数５”の関係が成立するた
め、制御ゲインを適切に設定することにより振動モード
の減衰を高めることが可能となる。
【００５４】“数３”に示す実施の形態１のアクティブ
ダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタにおい
て、遅れフィルタの時定数であるＴRFF （遅れ時定数）
は、逆位相安定化したい柔軟構造物の振動モードの周波
数範囲内で位相を遅らせ安定化が可能となるように設定
することにより、柔軟構造物の振動モードの減衰を高め
ると共に、共振周波数でステップモータが駆動すること
を回避し、アンテナの高い指向精度を保ち、衛星本体へ
の外乱を軽減することが達成される。
ダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタにおい
て、遅れフィルタの時定数であるＴRFF （遅れ時定数）
は、逆位相安定化したい柔軟構造物の振動モードの周波
数範囲内で位相を遅らせ安定化が可能となるように設定
することにより、柔軟構造物の振動モードの減衰を高め
ると共に、共振周波数でステップモータが駆動すること
を回避し、アンテナの高い指向精度を保ち、衛星本体へ
の外乱を軽減することが達成される。
【００５５】“数６”に示す実施の形態２のアクティブ
ダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタにおい
ても同様に、遅れフィルタの時定数であるＴENF （遅れ
時定数）は、逆位相安定化したい柔軟構造物の振動モー
ドの周波数範囲内で位相を遅らせ安定化が可能となるよ
うに設定することにより、柔軟構造物の振動モードの減
衰を高めると共に、共振周波数でステップモータが駆動
することを回避し、アンテナの高い指向精度を保ち、衛
星本体への外乱を軽減することが達成される。
ダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタにおい
ても同様に、遅れフィルタの時定数であるＴENF （遅れ
時定数）は、逆位相安定化したい柔軟構造物の振動モー
ドの周波数範囲内で位相を遅らせ安定化が可能となるよ
うに設定することにより、柔軟構造物の振動モードの減
衰を高めると共に、共振周波数でステップモータが駆動
することを回避し、アンテナの高い指向精度を保ち、衛
星本体への外乱を軽減することが達成される。
【００５６】“数８”に示す実施の形態３のアクティブ
ダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタにおい
ても同様に、遅れフィルタの時定数であるＴHRF （遅れ
時定数）は、逆位相安定化したい柔軟構造物の振動モー
ドの周波数範囲内で位相を遅らせ安定化が可能となるよ
うに設定することにより、柔軟構造物の振動モードの減
衰を高めると共に、共振周波数でステップモータが駆動
することを回避し、アンテナの高い指向精度を保ち、衛
星本体への外乱を軽減することが達成される。
ダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタにおい
ても同様に、遅れフィルタの時定数であるＴHRF （遅れ
時定数）は、逆位相安定化したい柔軟構造物の振動モー
ドの周波数範囲内で位相を遅らせ安定化が可能となるよ
うに設定することにより、柔軟構造物の振動モードの減
衰を高めると共に、共振周波数でステップモータが駆動
することを回避し、アンテナの高い指向精度を保ち、衛
星本体への外乱を軽減することが達成される。
【００５７】“数１０”に示す実施の形態４のアクティ
ブダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタにお
いても同様に、遅れフィルタの時定数であるＴHEF （遅
れ時定数）は、逆位相安定化したい柔軟構造物の振動モ
ードの周波数範囲内で位相を遅らせ安定化が可能となる
ように設定することにより、柔軟構造物の振動モードの
減衰を高めると共に、共振周波数でステップモータが駆
動することを回避し、アンテナの高い指向精度を保ち、
衛星本体への外乱を軽減することが達成される。
ブダンピング制御ロジックの一次高域通過フィルタにお
いても同様に、遅れフィルタの時定数であるＴHEF （遅
れ時定数）は、逆位相安定化したい柔軟構造物の振動モ
ードの周波数範囲内で位相を遅らせ安定化が可能となる
ように設定することにより、柔軟構造物の振動モードの
減衰を高めると共に、共振周波数でステップモータが駆
動することを回避し、アンテナの高い指向精度を保ち、
衛星本体への外乱を軽減することが達成される。
【００５８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば制御ロ
ジックとして、柔軟構造物の振動モードの減衰を高める
ようなアクティブダンピング制御ロジックを適用するこ
とにより、共振周波数でステップモータを駆動させた場
合にでも、高いアンテナ指向精度を保ち、衛星本体への
影響を軽減することができる。
ジックとして、柔軟構造物の振動モードの減衰を高める
ようなアクティブダンピング制御ロジックを適用するこ
とにより、共振周波数でステップモータを駆動させた場
合にでも、高いアンテナ指向精度を保ち、衛星本体への
影響を軽減することができる。
【図１】 この発明による視野捕捉制御装置の実施の形
態１の全体構成図である。
態１の全体構成図である。
【図２】 この発明による視野捕捉制御装置の実施の形
態２の全体構成図である。
態２の全体構成図である。
【図３】 この発明による視野捕捉制御装置の実施の形
態３の全体構成図である。
態３の全体構成図である。
【図４】 この発明による視野捕捉制御装置の実施の形
態４の全体構成図である。
態４の全体構成図である。
【図５】 この発明による視野捕捉制御装置の動作を示
すためのシミュレーション結果である。
すためのシミュレーション結果である。
【図６】 この発明による視野捕捉制御装置の周波数特
性を示すためのボード線図のゲイン特性計算結果であ
る。
性を示すためのボード線図のゲイン特性計算結果であ
る。
【図７】 人工衛星に搭載された視野捕捉制御装置の全
体概要図である。
体概要図である。
【図８】 アンテナ駆動機構の内部構成図である。
【図９】 従来の視野捕捉制御装置の全体構成図であ
る。
る。
【図１０】 従来の視野捕捉制御装置の別の例による全
体構成図である。
体構成図である。
【図１１】 従来の視野捕捉制御装置の動作を示すため
のシミュレーション結果である。
のシミュレーション結果である。
【図１２】 従来の視野捕捉制御装置の周波数特性を示
すためのボード線図のゲイン特性計算結果である。
すためのボード線図のゲイン特性計算結果である。
１ ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）センサ、
２ 追尾受信機、３アクティブダンピング制御ロジッ
ク、４ Ｖ−Ｆ（電圧−周波数）変換器、５ドライバ回
路、６ アンテナ駆動機構、７ 角度検出器、８ アン
テナ駆動方向目標値算出ロジック、９ 減算ロジック、
１０ 制御ロジック、１１ 積分及び比例制御ロジッ
ク、１２ 一次高域通過フィルタ、１３ 衛星本体、１
４ 太陽電池パドル、１５ アンテナサポートブーム、
１６ アンテナ駆動機構、１７コンパートメント、１８
アンテナ、１９ アジマス軸駆動用ステップモータ、
２０ アジマス軸減速器、２１ エレベーション軸駆動
用ステップモータ、２２エレベーション軸減速器。
２ 追尾受信機、３アクティブダンピング制御ロジッ
ク、４ Ｖ−Ｆ（電圧−周波数）変換器、５ドライバ回
路、６ アンテナ駆動機構、７ 角度検出器、８ アン
テナ駆動方向目標値算出ロジック、９ 減算ロジック、
１０ 制御ロジック、１１ 積分及び比例制御ロジッ
ク、１２ 一次高域通過フィルタ、１３ 衛星本体、１
４ 太陽電池パドル、１５ アンテナサポートブーム、
１６ アンテナ駆動機構、１７コンパートメント、１８
アンテナ、１９ アジマス軸駆動用ステップモータ、
２０ アジマス軸減速器、２１ エレベーション軸駆動
用ステップモータ、２２エレベーション軸減速器。
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(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01Q 1/28
H01Q 3/02
B64G 1/66
Claims (2)
- 【請求項１】 人工衛星に搭載される視野捕捉制御装置
において、追尾すべき衛星または地球局から送信される
電波を受信するＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃ
ｙ）センサ、このＲＦセンサの出力信号より直交する２
軸の追尾誤差信号を出力する追尾受信機、この追尾受信
機の出力信号を入力信号とし積分及び比例補償を行なう
制御ロジックと、アンテナの駆動角度を検出する角度検
出器の出力信号を入力信号として柔軟構造特性を有する
アンテナ駆動機構内のハーモニックドライブの振動モー
ドとアンテナ駆動機構駆動との共振現象を抑えるために
振動モードを逆位相安定化する一次高域通過フィルタに
より構成されたアクティブダンピング制御ロジック、こ
の制御ロジックの出力信号を入力としこの出力信号に比
例した周波数のパルス列に変換するＶ−Ｆ（電圧−周波
数）変換器、このＶ-Ｆ変換器の出力信号を入力信号と
しステップモータを駆動源とするアンテナ駆動機構の駆
動指令を出力するドライバ回路、このドライバ回路の出
力信号に応じ回転するステップモータを駆動源とするア
ンテナ駆動機構とで構成したことを特徴とする人工衛星
の視野捕捉制御装置。 - 【請求項２】 人工衛星に搭載される視野捕捉制御装置
において、アンテナの駆動角度を検出する角度検出器、
軌道決定結果を基に追尾すべき衛星または地球局の指向
方向を算出するアンテナ駆動方向目標値算出ロジック、
上記角度検出器の出力信号とアンテナ駆動方向目標値算
出ロジックの出力信号の差から追尾誤差角度を算出する
減算ロジック、この減算ロジックの出力信号を入力信号
とし制御ロジックとして積分及び比例補償を行なう制御
ロジックとアンテナの駆動角度を検出する角度検出器の
出力信号を入力信号として柔軟構造特性を有するアンテ
ナ駆動機構内のハーモニックドライブの振動モードとア
ンテナ駆動機構駆動との共振現象を抑えるために振動モ
ードを逆位相安定化する一次高域通過フィルタにより構
成されたアクティブダンピング制御ロジック、この制御
ロジックの出力信号を入力としこの出力信号に比例した
周波数のパルス列に変換するＶ−Ｆ（電圧−周波数）変
換器、このＶ−Ｆ変換器の出力信号を入力信号としステ
ップモータを駆動源とするアンテナ駆動機構の駆動指令
を出力するドライバ回路、このドライバ回路の出力信号
に応じ回転するステップモータを駆動源とするアンテナ
駆動機構とで構成したことを特徴とする人工衛星の視野
捕捉制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04132196A JP3520651B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 人工衛星の視野捕捉制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04132196A JP3520651B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 人工衛星の視野捕捉制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09232843A JPH09232843A (ja) | 1997-09-05 |
| JP3520651B2 true JP3520651B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=12605264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04132196A Expired - Fee Related JP3520651B2 (ja) | 1996-02-28 | 1996-02-28 | 人工衛星の視野捕捉制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3520651B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN107228748A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-03 | 华南理工大学 | 基于非接触式测量的卫星天线结构振动测量装置与方法 |
-
1996
- 1996-02-28 JP JP04132196A patent/JP3520651B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09232843A (ja) | 1997-09-05 |
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