JP5863515B2 - 飛しょう体の制御装置及び飛しょう体の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、飛しょう体に関し、特に、飛しょう体の制御装置及び制御方法に関する。

特許文献１は、複数の飛しょう体が所定の時刻に目標に到達するように制御する飛しょう体の制御装置を開示している。飛しょう体の制御装置において、地球位置座標システムは、複数の飛しょう体にそれぞれの位置情報と時刻情報とを与える。各飛しょう体に慣性航法装置が備えられる。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機が地球位置座標システムからの位置情報と時刻情報とを受信する。飛しょう制御装置は、位置情報と時刻情報と速度情報とから推力と操舵とを制御して所定の時刻に飛しょう体が目標に到達するように制御する。

特許文献２は、誘導飛しょう体の制御方法を開示している。誘導飛しょう体の制御方法において、誘導飛しょう体の飛しょう経路を予定から変更することなく推進装置の推力の時間変化パターンを制御することにより、要撃目標との会合可能条件を維持できるようにされている。

特許文献２には、更に以下の内容が記載されている。大気密度が高度とともに減少するので、誘導飛しょう体の飛しょう経路は、一般に、飛しょう体の発射位置から飛しょう体と要撃目標との会合位置に至る最短経路とするよりも、更に高空を通過させる方が経路上で発生する空気抵抗の力積を低減できる。その結果、総飛しょう時間が短くなるとともに会合位置に到達したときの誘導飛しょう体の速度が大きくなる。会合位置に到達したときの誘導飛しょう体の速度の増大は、誘導飛しょう体の旋回性能及び応答性能を向上させるため、目標撃破率を増加させる。

特開平６−１５９９９７号公報 特開平３−２７４４００号公報

本発明の目的は、指定時刻に指定位置に到達するように制御される飛しょう体において、指定位置が途中で変更された場合であっても飛しょう体の速度の計画速度からのずれを抑制することである。

以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

本発明の第１の観点による飛しょう体の制御装置（１０）は、操舵制御部（１８）と、速度制御器（２４）と、位置制御器（２１）と、通過点位置修正部（２６）と、エンジン（１４）とを具備する。前記操舵制御部は、指定位置（Ｓ）に至る計画経路（３１）に基づいて飛しょう体（６）の操舵を行う。前記速度制御器は、前記飛しょう体の速度（Ｖ）と計画速度の時系列（３２）とに基づいて速度制御推力指令を生成する。前記位置制御器は、前記飛しょう体が現在時刻（Ｔ）から前記指定位置に到達すべき指定時刻（Ｔｓ）まで前記計画速度の時系列に従って飛しょうした場合の予想飛しょう距離（Ｒｍ）と前記計画経路上の前記飛しょう体の現在位置（Ｐ）から前記指定位置までの残り距離（Ｒｃ）との差分（ΔＲ）に基づいて位置制御推力指令を生成する。前記エンジンは、前記速度制御推力指令及び前記位置制御推力指令に基づいて推力（Ｆｔ）を生成する。前記通過点位置修正部は、前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分に基づいて、前記飛しょう体が前記指定位置に到達する前に通過すべき通過点（Ｍ２）の位置が修正されるように前記計画経路を変更する。

前記位置制御器は、前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分と第１配分係数（Ａ）との積に基づいて前記位置制御推力指令を生成する。前記通過点位置修正部は、前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分と第２配分係数（１−Ａ）との積に基づいて前記計画経路を変更する。上記制御装置は、前記飛しょう体の飛しょう中に前記第１配分係数及び前記第２配分係数を変更する配分係数変更部（２９）を更に具備する。

前記飛しょう体は飛しょう中に新しい指定位置（Ｓ’）を受信する。前記通過点位置修正部は、前記指定位置が前記新しい指定位置に変更されるように前記計画経路を変更する。

前記飛しょう体は、前記飛しょう体に対する目標の相対位置と前記飛しょう体の現在位置とに基づいて新しい指定位置（Ｓ’）を算出する。前記通過点位置修正部は、前記指定位置が前記新しい指定位置に変更されるように前記計画経路を変更する。

本発明の第２の観点による飛しょう体（６）は、上記制御装置と、前記操舵制御部が生成する操舵指令に基づいて駆動される舵翼（１５）とを具備する。

本発明の第３の観点による飛しょう体の制御方法において、指定位置（Ｓ）に至る計画経路（３１）に基づいて飛しょう体（６）の操舵を行う。前記飛しょう体の速度（Ｖ）と計画速度の時系列（３２）とに基づいて速度制御推力指令を生成する。前記飛しょう体が現在時刻（Ｔ）から前記指定位置に到達すべき指定時刻（Ｔｓ）まで前記計画速度の時系列に従って飛しょうした場合の予想飛しょう距離（Ｒｍ）と前記計画経路上の前記飛しょう体の現在位置（Ｐ）から前記指定位置までの残り距離（Ｒｃ）との差分（ΔＲ）に基づいて位置制御推力指令を生成する。前記速度制御推力指令及び前記位置制御推力指令に基づいて前記飛しょう体のエンジン（１４）が推力（Ｆｔ）を生成する。前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分に基づいて、前記飛しょう体が前記指定位置に到達する前に通過すべき通過点（Ｍ２）の位置が修正されるように前記計画経路を変更する。

前記位置制御推力指令を生成することにおいて、前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分と第１配分係数（Ａ）との積に基づいて前記位置制御推力指令を生成する。前記計画経路を変更することにおいて、前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分と第２配分係数（１―Ａ）との積に基づいて前記計画経路を変更する。前記飛しょう体の飛しょう中に前記第１配分係数及び前記第２配分係数を変更する。

前記飛しょう体が飛しょう中に新しい指定位置（Ｓ’）を受信する。前記指定位置が前記新しい指定位置に変更されるように前記計画経路を変更する。

前記飛しょう体に対する目標の相対位置と前記飛しょう体の現在位置とに基づいて前記飛しょう体が新しい指定位置（Ｓ’）を算出する。前記指定位置が前記新しい指定位置に変更されるように前記計画経路を変更する。

本発明によれば、指定時刻に指定位置に到達するように制御される飛しょう体において、指定位置が途中で変更された場合であっても飛しょう体の速度の計画速度からのずれを抑制することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る飛しょう体システムの概略図である。 図２は、第１の実施形態に係る飛しょう体の概略図である。 図３は、第１の実施形態に係る飛しょう体の制御方法（指定時刻に指定位置に到達するための制御方法）の概念図である。 図４は、第１の実施形態に係る飛しょう体の制御方法（計画経路に沿って飛しょうするための制御方法）の概念図である。 図５は、飛しょう体に設定される計画経路データ及び計画速度データの初期状態を示す概念図である。 図６は、計画経路データ及び計画速度データに基づいて生成される制御パラメータを示す概念図である。 図７は、通過点位置修正部による計画経路の変更を示す概念図である。 図８は、飛しょう中に新しい指定位置を受信した場合における計画経路の変更を示す概念図である。 図９は、第１比較例に係る飛しょう体の制御方法の概念図である。 図１０は、第２比較例に係る飛しょう体の制御方法の概念図である。 図１１は、第２の実施形態に係る飛しょう体の制御方法（指定時刻に指定位置に到達するための制御方法）の概念図である。

添付図面を参照して、本発明による飛しょう体システム、飛しょう体、飛しょう体の制御装置及び制御方法を実施するための形態を以下に説明する。

（第１の実施形態）
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る飛しょう体システム１は、射撃計算機２と、レーダ装置３と、無線送信機４と、複数の発射機５と、複数の飛しょう体６とを備える。複数の飛しょう体６は複数の発射機５にそれぞれ搭載される。

図２を参照して、飛しょう体６は、飛しょう制御装置１０と、無線受信機１１と、速度計１２と、慣性航法装置１３と、エンジン１４と、舵翼１５と、舵翼駆動部１６と、シーカ１９とを備える。飛しょう制御装置１０は、エンジン１４を含んでいてもよい。

図３を参照して、飛しょう制御装置１０は、減算器２０と、位置制御器２１と、加算器２２と、減算器２３と、速度制御器２４と、サンプリング器２５と、通過点位置修正部２６と、記憶装置３０とを備える。記憶装置３０には、計画経路データ３１及び計画速度データ３２が格納される。計画経路データ３１は、後述する計画経路を記述する。計画速度データ３２は、後述する計画速度の時系列を記述する。通過点位置修正部２６は、例えば、計算機である。

図４を参照して、飛しょう制御装置１０は、操舵制御部１８を備える。

以下、飛しょう体システム１の動作方法を説明する。特に、飛しょう体システム１の動作方法の中で行われる飛しょう体６の制御方法を重点的に説明する。

図１を参照して、レーダ装置３は目標を検出及び追尾する。射撃計算機２は目標の未来の時刻（未来時刻）における位置（未来位置）を予測し、未来時刻及び未来位置をそれぞれ指定時刻及び指定位置として設定する。射撃計算機２は、各飛しょう体６ために、発射時刻と、発射時刻から指定時刻までの計画速度の時系列と、発射位置（例えば、発射機５の位置）から指定位置に至る計画経路とを設定する。指定位置及び指定時刻は複数の飛しょう体６について共通である。発射時刻、計画速度の時系列、及び計画経路は、一般的に、飛しょう体６ごとに異なる。射撃計算機２は、計画経路を示す計画経路データ３１及び計画速度の時系列を示す計画速度データ３２を飛しょう体６に発射機５を介して出力する。飛しょう体６の記憶装置３０は、計画経路データ３１及び計画速度データ３２を格納する。

図５を参照して、計画経路データ３１及び計画速度データ３２の初期状態（飛しょう体６が射撃計算機２から受け取ったときの状態）を説明する。計画経路データ３１は、発射位置Ｏから指定位置Ｓに至る計画経路を記述している。計画経路は、飛しょう体６が指定位置Ｓに到達する前に通過すべき通過点Ｍ１及びＭ２を含む。ここでは、計画経路は２次元の経路として示されているが、３次元の経路であってもよい。計画速度データ３２は、発射時刻Ｔｏから指定時刻Ｔｓまでの計画速度の時系列を記述している。指定時刻Ｔｓは、飛しょう体６が指定位置Ｓに到達すべき時刻である。計画速度は、途中までは経済速度で一定であることが好ましい、そして、目標との会合直前の飛しょう体６の旋回性能及び応答性能が向上するように、指定時刻Ｔｓが近づくに従って計画速度が増大することが好ましい。後述するように、計画経路データ３１は初期状態から変更される場合がある。これに対し、計画速度データ３２は初期状態から変更されないことが一般的である。

図１を参照して、飛しょう体６について設定された発射時刻になると、発射機５は飛しょう体６を発射する。発射された飛しょう体６は指定位置に向かって飛しょうする。

図３を参照して、慣性航法装置１３は、現在時刻Ｔにおける飛しょう体６の位置としての現在位置Ｐを検出する。速度計１２は、現在時刻Ｔにおける飛しょう体６の現在速度Ｖを検出する。減算器２０は、計画経路上の残り距離Ｒｃと予想飛しょう距離Ｒｍとの差分としての距離差分ΔＲを出力する。減算器２３は、現在時刻Ｔにおける計画速度Ｖｃと現在速度Ｖとの差分としての速度差分ΔＶを出力する。

図６を参照して、計画経路上の残り距離Ｒｃは、計画経路データ３１が記述する計画経路上の現在位置Ｐから指定位置Ｓまでの距離である。予想飛しょう距離Ｒｍは、現在時刻Ｔから指定時刻Ｔｓまで計画速度データ３２が記述する計画速度の時系列に従って飛しょう体６が飛しょうした場合の飛しょう距離である。予想飛しょう距離Ｒｍは、斜線部分の面積に対応する。計画速度Ｖｃは、計画速度データ３２が記述する計画速度の時系列中の現在時刻Ｔに対応する速度である。

図３を参照して、位置制御器２１は、距離差分ΔＲに基づいて位置制御推力指令を生成する。速度制御器２４は、速度差分ΔＶに基づいて速度制御推力指令を生成する。加算器２２は、位置制御推力指令と速度制御推力指令の和を出力する。エンジン１４は、位置制御推力指令と速度制御推力指令の和に基づいて推力Ｆｔを生成する。位置制御器２１は、予想飛しょう距離Ｒｍが残り距離Ｒｃより大きい場合、距離差分ΔＲの絶対値が大きいほど推力Ｆｔが大きく減少するように位置制御推力指令を出力する。位置制御器２１は、予想飛しょう距離Ｒｍが残り距離Ｒｃより小さい場合、距離差分ΔＲの絶対値が大きいほど推力Ｆｔが大きく増加するように位置制御推力指令を出力する。すなわち、位置制御器２１は、飛しょう体６が指定時刻Ｔｓに指定位置Ｓに到達するようにエンジン１４の推力Ｆｔを制御する。速度制御器２４は、現在速度Ｖが現在時刻Ｔにおける計画速度Ｖｃより大きい場合、速度差分ΔＶの絶対値が大きいほど推力Ｆｔが大きく減少するように速度制御推力指令を出力する。速度制御器２４は、現在速度Ｖが現在時刻Ｔにおける計画速度Ｖｃより小さい場合、速度差分ΔＶの絶対値が大きいほど推力Ｆｔが大きく増加するように速度制御推力指令を出力する。すなわち、速度制御器２４は、飛しょう体６の速度が計画速度データ３２が記述する計画速度の時系列に従うようにエンジン１４の推力Ｆｔを制御する。このような推力Ｆｔの制御は、指定時刻Ｔｓになるまで行われる。

飛しょう体６の加速度αは、推力Ｆｔと、飛しょう体６の速度によって定まる抵抗力Ｆｒと、飛しょう体６の質量Ｗに基づいて定まる。飛しょう体６の速度は飛しょう体６の加速度αの時間積分に基づいて定まる。飛しょう体６の変位は飛しょう体６の速度の時間積分に基づいて定まる。飛しょう体６の位置は、飛しょう体６の変位に基づいて定まる。

図４を参照して、操舵制御部１８は、計画経路データ３１が記述する計画経路に基づいて飛しょう体６の操舵を行う。操舵制御部１８は、飛しょう体６が計画経路に沿って飛しょうするように操舵指令を生成する。舵翼駆動部１６は、操舵指令に基づいて、舵翼１５を駆動する。このような操舵制御部１８による制御は、指定時刻Ｔｓになるまで行われる。尚、舵翼１５を用いた操舵に追加又は代替して、エンジン１４によるスラスト・ベクター・コントロールが行われてもよい。

図３を参照して、サンプリング器２５は、距離差分ΔＲのサンプリングを行う。通過点位置修正部２６は、サンプリング器２５を介して距離差分ΔＲを受け取る。通過点位置修正部２６は、距離差分ΔＲに基づいて計画経路データ３１を変更する。

図７を参照して、通過点位置修正部２６による計画経路データ３１の変更を説明する。通過点位置修正部２６は、距離差分ΔＲに基づいて、計画経路上の現在位置Ｐから指定位置Ｓまでの部分を、通過点Ｍ２を通る経路から通過点Ｍ３を通る経路に変更する。このとき、通過点位置修正部２６は、飛しょう体６の最小旋回半径等の制約条件を考慮する。これにより、指定位置Ｓが変更されずに飛しょう体６が指定位置Ｓに到達する前に通過すべき通過点の位置が修正される。通過点位置修正部２６は、残り距離Ｒｃが予想飛しょう距離Ｒｍより長いとき、通過点Ｍ３を通る変更後の経路が通過点Ｍ２を通る変更前の経路より短くなるように計画経路を変更する。通過点位置修正部２６は、残り距離Ｒｃが予想飛しょう距離Ｒｍより短いとき、通過点Ｍ３を通る変更後の経路が通過点Ｍ２を通る変更前の経路より長くなるように計画経路を変更する。すなわち、通過点位置修正部２６は、飛しょう体６が指定位置Ｓに指定時刻Ｔｓに到達するように通過点の位置を修正する。距離差分ΔＲに基づく通過点の位置の修正は、指定時刻Ｔｓになるまで定期的に行われる。

尚、通過点位置修正部２６がサンプリング器２５を介して距離差分ΔＲを受け取るため、通過点位置修正部２６が計画経路を変更する周期は、計画経路及び現在位置Ｐに基づいて残り距離Ｒｃが検出される周期より長い。そのため、安定した制御が行われる。

図１を参照して、射撃計算機２は、飛しょう体６が発射された後に取得されたデータに基づいて、目標の指定時刻における位置（未来位置）を予測する。新しく予測した未来位置が指定位置Ｓと異なる場合、射撃計算機２は、新しく予測した未来位置を新しい指定位置Ｓ’として設定する。無線送信機４は、各飛しょう体６に新しい指定位置Ｓ’を送信する。

図８を参照して、無線受信機１１は、飛しょう体６の飛しょう中に新しい指定位置Ｓ’を受信する。通過点位置修正部２６は、新しい指定位置Ｓ’の受信に応答して、指定位置Ｓが新しい指定位置Ｓ’に変更されるように計画経路データ３１を変更する。具体的には、計画経路において、現在位置Ｐから通過点Ｍ３を通って指定位置Ｓに至る経路から現在位置Ｐから通過点Ｍ４を通って新しい指定位置Ｓ’に至る経路に変更される。例えば、通過点位置修正部２６は、飛しょう体６の最小旋回半径等の制約条件を考慮して、現在位置Ｐから通過点Ｍ３を通って指定位置Ｓに至る経路上の距離と現在位置Ｐから通過点Ｍ４を通って新しい指定位置Ｓ’に至る経路上の距離との差ができるだけ小さくなるように計画経路を変更する。

尚、シーカ１９が目標の移動を検知した場合、飛しょう体６が新しい指定位置Ｓ’を算出してもよい。この場合、シーカ１９は、飛しょう体６に対する目標の相対位置を検出する。飛しょう制御装置１０が備える計算機（例えば、通過点位置修正部２６）は、目標の相対位置と慣性航法装置１３が出力する飛しょう体６の現在位置Ｐとに基づいて新しい指定位置Ｓ’を算出する。

以下、本実施形態に係る飛しょう体６の制御方法による効果を明らかにするために、本実施形態に係る飛しょう体６の制御方法を第１及び第２比較例に係る飛しょう体６の制御方法と比較する。

図９を参照して、第１比較例に係る飛しょう体６の制御方法を説明する。減算器１２０は、計画全飛しょう距離Ｒｇと現在時刻Ｔにおける飛しょう距離Ｒ（Ｔ）との差分としての距離差分ΔＸを出力する。計画全飛しょう距離Ｒｇは、発射位置Ｏから指定位置Ｓに至る計画経路上の総距離である。現在時刻Ｔにおける飛しょう距離Ｒ（Ｔ）は、飛しょう体６が発射時刻Ｔｏから現在時刻Ｔまでに実際に飛しょうした距離である。距離差分ΔＸは、飛しょう体６が指定位置Ｓに到達するまでに飛しょうすべき残り距離に対応する。除算器１２１は、距離差分ΔＸを残り時間ΔＴ（ΔＴ＝Ｔｓ−Ｔ）で除算して目標速度を出力する。減算器１２２は、目標速度と飛しょう体６の現在速度Ｖとの差分としての速度差分を出力する。速度制御器１２３は、速度差分に基づいて速度制御推力指令を出力する。エンジン１４は、速度制御推力指令に基づいて推力Ｆｔを生成する。尚、飛しょう体６が計画経路に沿って飛しょうするための舵翼１５の制御は、本実施形態と同様である。

図９に示した第１比較例に係る制御方法では、指定位置Ｓが飛しょう体６の飛しょう中に変更された場合の飛しょう体６の速度変化が大きい。特に、指定位置Ｓが飛しょう体６の近くに変更された場合、飛しょう体６の速度が低下する。揚力を得るためには過度の速度低下を防ぐ必要があるため、第１比較例に係る制御方法では、限定された範囲内の指定位置Ｓの変更にしか対応できない。更に、第１比較例に係る制御方法では、飛しょう体６を所望の速度履歴に制御することができない。これに対し、本実施形態に係る制御方法では、飛しょう体６の速度履歴を指定することができる。

図１０を参照して、第２比較例に係る飛しょう体６の制御方法を説明する。計画飛しょう距離データ３３は、発射時刻Ｔｏから指定時刻Ｔｓまでの計画飛しょう距離Ｒの時系列を記述している。現在時刻Ｔにおける計画飛しょう距離Ｒｌは、発射時刻Ｔｏから現在時刻Ｔまで計画速度データ３２が記述する計画速度の時系列に従って飛しょう体６が飛しょうした場合の飛しょう距離である。計画飛しょう距離Ｒｌは、計画速度データ３２の斜線部分の面積に対応する。計画速度Ｖｃは、計画速度データ３２が記述する計画速度の時系列中の現在時刻Ｔに対応する速度である。減算器１３０は、計画飛しょう距離Ｒｌと飛しょう距離Ｒ（Ｔ）との差分を出力する。位置制御器１３１は、計画飛しょう距離Ｒｌと飛しょう距離Ｒ（Ｔ）との差分に基づいて、位置制御推力指令を出力する。減算器１３３は、現在時刻Ｔにおける計画速度Ｖｃと現在速度Ｖとの差分としての速度差分ΔＶを出力する。速度制御器１３４は、速度差分ΔＶに基づいて速度制御推力指令を出力する。加算器１３２は、位置制御推力指令と速度制御推力指令の和を出力する。エンジン１４は、位置制御推力指令と速度制御推力指令の和に基づいて推力Ｆｔを生成する。

図１０に示した第２比較例に係る制御方法では、飛しょう体６の速度履歴を指定できるものの、指定位置Ｓを変更し、指定位置Ｓの変更に対応して計画飛しょう距離データ３３を変更すると、計画飛しょう距離データ３３と計画速度データ３２とが整合しなくなる。そのため、制御が困難になる場合がある。更に、飛しょう体６の速度が計画速度の時系列から変動する。これに対し、本実施形態に係る制御方法では、計画経路上の残り距離Ｒｃと予想飛しょう距離Ｒｍとの差分としての距離差分ΔＲに基づいて、計画経路の変更（通過点の位置修正）及びエンジン１４が生成する推力Ｆｔの制御を行っている。そのため、指定位置Ｓを飛しょう体６の飛しょう中に変更しても、飛しょう体６の速度の計画速度の時系列からのずれを抑制することができる。

（第２の実施形態）
図１１を参照して、本発明の第２の実施形態に係る飛しょう制御装置１０及び飛しょう体６の制御方法を説明する。第２の実施形態に係る飛しょう制御装置１０及び飛しょう体６の制御方法は、以下の説明を除いて第１の実施形態と同様である。第２の実施形態に係る飛しょう制御装置１０は、乗算器２７と、乗算器２８と、配分係数変更部２９を更に備える。乗算器２７には配分係数Ａが設定されている。乗算器２８には配分係数（１−Ａ）が設定されている。ここで、Ａは、０より大きく１より小さい可変の値である。乗算器２７は、距離差分ΔＲと配分係数Ａとの積を出力する。位置制御器２１は、距離差分ΔＲと配分係数Ａとの積に基づいて位置制御推力指令を生成する。乗算器２８は、距離差分ΔＲと配分係数（１−Ａ）との積を出力する。通過点位置修正部２６は、サンプリング器２５を介して距離差分ΔＲと配分係数（１−Ａ）との積を受け取る。通過点位置修正部２６は、距離差分ΔＲと配分係数（１−Ａ）との積に基づいて、計画経路の現在位置Ｐから指定位置Ｓまでの部分を変更する。このとき、通過点位置修正部２６は、飛しょう体６の最小旋回半径等の制約条件を考慮して、指定位置Ｓを変更しないで飛しょう体６が指定位置Ｓに到達する前に通過すべき通過点の位置を修正する。配分係数変更部２９は、飛しょう体６の飛しょう中に、すなわち発射時刻Ｔｏと指定時刻Ｔｓとの間に、値Ａを変化させる。これにより、飛しょう体６の飛しょう中に配分係数Ａ及び配分係数（１−Ａ）が変更される。例えば、複数の飛しょう体６が異なる方向から目標に接近するように発射時刻Ｔｏの直後は飛しょう体６を当初の計画経路に従って飛しょうさせ、且つ、目標に会合する直前の飛しょう体６の旋回性能及び応答性能が高くなるように指定時刻Ｔｓの直前は飛しょう体６を計画速度の時系列に従って飛しょうさせたい場合が考えられる。この場合、配分係数変更部２９は値Ａを飛しょう中に小さくすることで、発射時刻Ｔｏの直後における大きい配分係数Ａ及び小さい配分係数（１−Ａ）と、指定時刻Ｔｓの直前における小さい配分係数Ａ及び大きい配分係数（１−Ａ）を実現する。発射時刻Ｔｏの直後は、配分係数（１−Ａ）が小さいために計画経路の変更はわずかである。指定時刻Ｔｓの直前は、配分係数Ａが小さいためにほとんど速度差分ΔＶだけによってエンジン１４の推力Ｆｔが制御されるため、飛しょう体６の速度の計画速度の時系列からのずれが非常に小さくなる。

以上、実施の形態を参照して本発明による飛しょう体システム、飛しょう体、飛しょう体の制御装置及び制御方法を説明したが、本発明による飛しょう体システム、飛しょう体、飛しょう体の制御装置及び制御方法は上記実施形態に限定されない。上記実施形態に変更を加えたり上記実施形態どうしを組み合わせたりすることが可能である。

１…飛しょう体システム
２…射撃計算機
３…レーダ装置
４…無線送信機
５…発射機
６…飛しょう体
１０…飛しょう制御装置
１１…無線受信機
１２…速度計
１３…慣性航法装置
１４…エンジン
１５…舵翼
１６…舵翼駆動部
１８…操舵制御部
１９…シーカ
２０…減算器
２１…位置制御器
２２…加算器
２３…減算器
２４…速度制御器
２５…サンプリング器
２６…通過点位置修正部
２７、２８…乗算器
２９…配分係数変更部
３０…記憶装置
３１…計画経路データ
３２…計画速度データ
３３…計画飛しょう距離データ
１２０…減算器
１２１…除算器
１２２…減算器
１２３…速度制御器
１３０…減算器
１３１…位置制御器
１３２…加算器
１３３…減算器
１３４…速度制御器
Ｆｔ…推力
Ｆｒ…抵抗力
Ｗ…質量
α…加速度
Ｖ…現在速度
Ｐ…現在位置
Ｒｃ…計画経路上の残り距離
Ｏ…発射位置
Ｓ、Ｓ’…指定位置
Ｍ１〜Ｍ４…通過点
Ｖｃ…現在時刻における計画速度
Ｔｏ…発射時刻
Ｔｓ…指定時刻
Ｔ…現在時刻
Ｒｍ…予想飛しょう距離
ΔＲ…距離差分
ΔＶ…速度差分
Ｒｇ…計画全飛しょう距離
Ｒ（Ｔ）…現在時刻における飛しょう距離
ΔＸ…距離差分
Δｔ…残り時間
Ｒｌ…現在時刻における計画飛しょう距離
Ｒ…計画飛しょう距離

Claims (9)

1. 指定位置に至る計画経路に基づいて飛しょう体の操舵を行う操舵制御部と、
   前記飛しょう体の速度と計画速度の時系列とに基づいて速度制御推力指令を生成する速度制御器と、
   前記飛しょう体が現在時刻から前記指定位置に到達すべき指定時刻まで前記計画速度の時系列に従って飛しょうした場合の予想飛しょう距離と前記計画経路上の前記飛しょう体の現在位置から前記指定位置までの残り距離との差分に基づいて位置制御推力指令を生成する位置制御器と、
   前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分に基づいて、前記飛しょう体が前記指定位置に到達する前に通過すべき通過点の位置が修正されるように前記計画経路を変更する通過点位置修正部と、
   前記速度制御推力指令及び前記位置制御推力指令に基づいて推力を生成するエンジンと
   を具備する
   飛しょう体の制御装置。
2. 請求項１に記載の飛しょう体の制御装置であって、
   前記位置制御器は、前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分と第１配分係数との積に基づいて前記位置制御推力指令を生成し、
   前記通過点位置修正部は、前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分と第２配分係数との積に基づいて前記計画経路を変更し、
   前記飛しょう体の飛しょう中に前記第１配分係数及び前記第２配分係数を変更する配分係数変更部を更に具備する
   飛しょう体の制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の飛しょう体の制御装置であって、
   前記飛しょう体は飛しょう中に新しい指定位置を受信し、
   前記通過点位置修正部は、前記指定位置が前記新しい指定位置に変更されるように前記計画経路を変更する
   飛しょう体の制御装置。
4. 請求項１又は２に記載の飛しょう体の制御装置であって、
   前記飛しょう体は、前記飛しょう体に対する目標の相対位置と前記飛しょう体の現在位置とに基づいて新しい指定位置を算出し、
   前記通過点位置修正部は、前記指定位置が前記新しい指定位置に変更されるように前記計画経路を変更する
   飛しょう体の制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の制御装置と、
   前記操舵制御部が生成する操舵指令に基づいて駆動される舵翼と
   を具備する
   飛しょう体。
6. 指定位置に至る計画経路に基づいて飛しょう体の操舵を行うことと、
   前記飛しょう体の速度と計画速度の時系列とに基づいて速度制御推力指令を生成することと、
   前記飛しょう体が現在時刻から前記指定位置に到達すべき指定時刻まで前記計画速度の時系列に従って飛しょうした場合の予想飛しょう距離と前記計画経路上の前記飛しょう体の現在位置から前記指定位置までの残り距離との差分に基づいて位置制御推力指令を生成することと、
   前記速度制御推力指令及び前記位置制御推力指令に基づいて前記飛しょう体のエンジンが推力を生成することと、
   前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分に基づいて、前記飛しょう体が前記指定位置に到達する前に通過すべき通過点の位置が修正されるように前記計画経路を変更することと
   を具備する
   飛しょう体の制御方法。
7. 請求項６に記載の飛しょう体の制御方法であって、
   前記位置制御推力指令を生成することにおいて、前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分と第１配分係数との積に基づいて前記位置制御推力指令を生成し、
   前記計画経路を変更することにおいて、前記予想飛しょう距離と前記残り距離との前記差分と第２配分係数との積に基づいて前記計画経路を変更し、
   前記飛しょう体の飛しょう中に前記第１配分係数及び前記第２配分係数を変更することを更に具備する
   飛しょう体の制御方法。
8. 請求項６又は７に記載の飛しょう体の制御方法であって、
   前記飛しょう体が飛しょう中に新しい指定位置を受信することと、
   前記指定位置が前記新しい指定位置に変更されるように前記計画経路を変更することと
   を更に具備する
   飛しょう体の制御方法。
9. 請求項６又は７に記載の飛しょう体の制御方法であって、
   前記飛しょう体に対する目標の相対位置と前記飛しょう体の現在位置とに基づいて前記飛しょう体が新しい指定位置を算出することと、
   前記指定位置が前記新しい指定位置に変更されるように前記計画経路を変更することと
   を更に具備する
   飛しょう体の制御方法。

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