JP5955449B2 - ビーム・ステアリング素子のフィードフォアワード・コマンドを補助するアーキテクチャ - Google Patents
ビーム・ステアリング素子のフィードフォアワード・コマンドを補助するアーキテクチャ Download PDFInfo
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Description
ある例によれば、フィードフォアワード・コマンドを補助するアーキテクチャの方法であって、該方法は、以下のステップを含む:
受け取った慣性データ入力から角度及び速度(rate)のコマンドを生成するステップ;
適切なオーダー位置ループ(proper order position loop)へ角度コマンドを与え、中間結果を生成するステップ;
角度フィードバックを微分し、速度ループ・フィードバックを生成するステップ;
中間結果、速度コマンド、及び速度ループ・フィードバックを、適切なオーダー速度ループ(proper order rate loop)へ与え、トルク・コマンドを生成するステップ。
前記適切なオーダー速度ループは、適切なオーダー位置ループの内部にネストされており、
前記生成されるトルク・コマンドは、電気光学的センサのビーム・ステアリング素子を動かして、電気光学的センサの視線(line of sight)を、受け取った慣性角度入力を近似する角度の分だけ偏向させる。
生成モジュールであって、角度及び速度のコマンドを、受け取った慣性データ入力から生成するように設計されるモジュール;
位置ループ・モジュールであって、生成モジュールに通信可能に接続され、角度コマンドを、適切なオーダー位置ループに与え、中間結果を生成するように設計されるモジュール;
微分モジュールであって、角度フィードバックを微分し、速度ループ・フィードバックを生成するように設計されるモジュール;及び
速度ループ・モジュールであって、位置ループ・モジュール及び微分モジュールに通信可能に接続されるモジュール。
(前記速度ループ・モジュールは)中間結果、速度コマンド、及び速度ループ・フィードバックを、適切なオーダー速度ループへ与え、トルク・コマンドを生成するように設計される。
適切なオーダー速度ループは、適切なオーダー位置ループの内部にネストされている。
生成されるトルク・コマンドは、電気光学的センサのビーム・ステアリング素子を動かし、電気光学的センサの視線を、受け取った慣性角度入力を近似する角度の分だけ偏向させる。
角度及び速度のコマンドを、受け取った慣性データ入力から生成させる;
角度コマンドを、適切なオーダー位置ループに与え、中間結果を生成する;
角度フィードバックを微分し、速度ループ・フィードバックを生成する;
中間結果、速度コマンド、及び速度ループ・フィードバックを、適切なオーダー速度ループに与え、トルク・コマンドを生成する。
適切なオーダー速度ループは、適切なオーダー位置ループ内部にネストされる。生成されるトルク・コマンドは、電気光学的センサのビーム・ステアリング素子を動かして、電気光学的センサの視線を、受け取った慣性角度入力を近似する角度の分だけ偏向させる。
角度フィードバックを、以下を用いて直接測定された角度に基づいて生成するステップ:渦電流センサ、線形可変差動変圧器又は光学式エンコーダ;及び
前記測定された角度を微分して速度フィードバックを生成するステップ。
本発明は一側面において以下の発明を包含する。
(発明1)
フィードフォアワード・コマンドを補助するアーキテクチャの方法であって、前記方法は:
受け取った慣性データ入力から角度及び速度のコマンドを生成するステップと;
前記角度コマンドを、適切なオーダー位置ループに与えて、中間結果を生成するステップと;
角度フィードバックを微分して、速度ループ・フィードバックを生成するステップと;並びに
前記中間結果、速度コマンド、及び速度ループ・フィードバックを、適切なオーダー速度ループに与えて、トルク・コマンドを生成するステップと、
を含み、
前記適切なオーダー速度ループは、前記適切なオーダー位置ループの内部にネストされ、
前記生成されるトルク・コマンドは、電気光学的センサのビーム・ステアリング素子を動かし、前記電気光学的センサの視線を、前記受け取った慣性角度入力を近似する角度の分だけ偏向させる、該方法。
(発明2)
発明1に記載の方法であって、
前記受け取った慣性データ入力が慣性角度入力であり、
前記角度及び速度のコマンドを生成するステップが、前記慣性角度入力を微分して速度を生成するステップを含み、
前記速度コマンドは、前記生成される速度に基づいて生成される、該方法。
(発明3)
発明1に記載の方法であって、
前記受け取った慣性データ入力が慣性速度入力であり、
前記角度及び速度のコマンドを生成するステップが前記慣性速度入力を積分して角度を生成するステップを含み、
前記角度コマンドは、前記生成される角度に基づいて生成される、該方法。
(発明4)
発明1に記載の方法であって、
前記角度コマンドを与えるステップが、
前記角度コマンドと、前記角度フィードバックとの差を算出してエラー・シグナルを生成するステップと;及び、
前記エラー・シグナルを、前記適切なオーダー位置ループ・コントローラーを通して処理し、前記中間結果を生成するステップと
を含む該方法。
(発明5)
発明1に記載の方法であって、
前記中間結果、速度コマンド、及び速度ループ・フィードバックを、前記適切なオーダー速度ループに与えるステップが、
速度コマンドと、速度ループ・フィードバックとを組み合わせて速度エラー・シグナルを生成するステップであって、前記トルク・コマンドは、前記生成される速度エラー・シグナルに基づいて生成されるステップと;、並びに
前記速度エラー・シグナルを、前記適切なオーダー速度ループ・コントローラーを通して処理し、前記トルク・コマンドを生成するステップと
を含む該方法。
(発明6)
発明1に記載の方法であって、前記適切なオーダー位置ループ及び適切なオーダー速度ループは、比例積分コントロール・ループ、比例微分、比例積分微分コントロール・ループ又はこれらの組み合わせである該方法。
(発明7)
発明1に記載の方法であって、前記ビーム・ステアリング素子は、反射による設計又は屈折による設計のうちいずれか1つである該方法。
(発明8)
発明7に記載の方法であって、前記反射による設計のビーム・ステアリング素子は、2軸の高速ステアリング・ミラーを含む該方法。
(発明9)
発明7に記載の方法であって、前記屈折による設計のビーム・ステアリング素子は、リズレープリズムを含む該方法。
(発明10)
発明1に記載の方法であって、更に以下のステップを含む方法:
角度フィードバックを、角度に基づいて生成するステップであって、前記角度は、渦電流センサ、線形可変差動変圧器又は光学式エンコーダを用いて直接測定された角度であるステップ;及び
前記測定された角度を微分して速度フィードバックを生成するステップ。
(発明11)
発明1に記載の方法であって、更に以下のステップを含む方法:
前記ビーム・ステアリング素子を前記トルク・コマンドに基づいて動かすステップ。
(発明12)
フィードフォアワード・コマンドを補助するアーキテクチャのシステムであって、前記システムは:
生成モジュールであって、角度及び速度のコマンドを、受け取った慣性データ入力から生成するように設計された生成モジュールと;
位置ループ・モジュールであって、前記生成モジュールに通信可能に接続され、前記角度コマンドを、適切なオーダー位置ループへ与えて、中間結果を生成するように設計された位置ループ・モジュールと;
微分モジュールであって、角度フィードバックを微分して速度ループ・フィードバックを生成するように設計された微分モジュールと;
速度ループ・モジュールであって、前記位置ループ・モジュール及び微分モジュールに通信可能に接続され、前記中間結果、速度コマンド、及び速度ループ・フィードバックを、適切なオーダー速度ループに与えてトルク・コマンドを生成するように設計された速度ループ・モジュールと、
を備え、
前記適切なオーダー速度ループは、前記適切なオーダー位置ループの内部にネストされ、
前記生成されるトルク・コマンドは、電気光学的センサのビーム・ステアリング素子を動かし、前記電気光学的センサの視線を、前記受け取った慣性角度入力を近似する角度の分だけ偏向させる、該システム。
(発明13)
発明12に記載のシステムであって、
前記受け取った慣性データ入力が慣性角度入力であり、
前記生成モジュールは、前記慣性角度入力を微分して速度を生成するように設計され、
前記速度コマンドは、前記生成される速度に基づいて生成される、該システム。
(発明14)
発明12に記載のシステムであって、
前記受け取った慣性データ入力が慣性速度入力であり、
前記生成モジュールは、前記慣性速度入力を積分して角度を生成するように設計され、
前記角度コマンドは、前記生成される角度に基づいて生成される、該システム。
(発明15)
発明12に記載のシステムであって、
前記位置ループ・モジュールは、前記角度コマンドと、前記角度フィードバックとの差を算出してエラー・シグナルを生成するように更に設計される該システム。
(発明16)
発明12に記載のシステムであって、
前記速度ループ・モジュールは、速度コマンドと、速度ループ・フィードバックとを組み合わせて速度エラー・シグナルを生成するように更に設計され、
前記トルク・コマンドは、前記生成される速度エラー・シグナルに基づいて生成される該システム。
(発明17)
発明12に記載のシステムであって、
前記適切なオーダー位置ループ及び適切なオーダー速度ループは、比例積分コントロール・ループ、比例微分、比例積分微分コントロール・ループ又はこれらの組み合わせである該システム。
(発明18)
発明12に記載のシステムであって、前記ビーム・ステアリング素子は、反射による設計又は屈折による設計のうちいずれか1つである該システム。
(発明19)
発明18に記載のシステムであって、前記反射による設計のビーム・ステアリング素子は、2軸の高速ステアリング・ミラーを含む該システム。
(発明20)
発明18に記載のシステムであって、前記屈折による設計のビーム・ステアリング素子は、リズレープリズムを含む該システム。
(発明21)
発明12に記載のシステムであって、
角度を直接測定する渦電流センサ、線形可変差動変圧器又は光学式エンコーダを更に備え、
前記微分モジュールは、前記測定された角度を微分して速度フィードバックを生成するように更に設計される該システム。
(発明22)
発明12に記載のシステムであって、更に以下を備えるシステム:アクチュエータであって、前記ビーム・ステアリング素子を、前記トルク・コマンドに基づいて動かすアクチュエータ。
(発明23)
コンピュータ・プログラム製品であって、
情報媒体内で具現化され、
前記コンピュータ・プログラム製品は、データ処理装置に:
角度及び速度のコマンドを、受け取った慣性データ入力から生成する動作;
前記角度コマンドを、適切なオーダー位置ループに与えて中間結果を生成する動作;
角度フィードバックを微分して速度ループ・フィードバックを生成する動作;
前記中間結果、速度コマンド、及び速度ループ・フィードバックを、適切なオーダー速度ループに与えてトルク・コマンドを生成する動作
を起こすような動作可能な指示を含み:
前記適切なオーダー速度ループは、前記適切なオーダー位置ループの内部にネストされ、
前記生成されるトルク・コマンドは、電気光学的センサのビーム・ステアリング素子を動かし、前記電気光学的センサの視線を、前記受け取った慣性角度入力を近似する角度の分だけ偏向させる、該プログラム製品。
Claims (23)
- フィードフォアワード・コマンドを補助するアーキテクチャの方法であって、前記方法は:
受け取った慣性データ入力から角度及び速度のコマンドを生成するステップと;
前記角度コマンドを、適切なオーダー位置ループに与えて、中間結果を生成するステップと;
角度フィードバックを微分して、速度フィードバックを生成するステップと;並びに
前記中間結果、速度コマンド、及び速度フィードバックを、適切なオーダー速度ループに与えて、トルク・コマンドを生成するステップと、
を含み、
前記適切なオーダー速度ループは、前記適切なオーダー位置ループの内部にネストされ、
前記生成されるトルク・コマンドは、電気光学的センサのビーム・ステアリング素子を動かし、前記電気光学的センサの視線を、前記受け取った慣性データ入力を近似する角度の分だけ偏向させる、該方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記受け取った慣性データ入力が慣性角度入力であり、
前記角度及び速度のコマンドを生成するステップが、前記慣性角度入力を微分して速度を生成するステップを含み、
前記速度コマンドは、前記生成される速度に基づいて生成される、該方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記受け取った慣性データ入力が慣性速度入力であり、
前記角度及び速度のコマンドを生成するステップが前記慣性速度入力を積分して角度を生成するステップを含み、
前記角度コマンドは、前記生成される角度に基づいて生成される、該方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記角度コマンドを与えるステップが、
前記角度コマンドと、前記角度フィードバックとの差を算出してエラー・シグナルを生成するステップと;及び、
前記エラー・シグナルを、前記適切なオーダー位置ループ・コントローラーを通して処理し、前記中間結果を生成するステップと
を含む該方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記中間結果、速度コマンド、及び速度フィードバックを、前記適切なオーダー速度ループに与えるステップが、
速度コマンドと、速度フィードバックと中間結果とを組み合わせて速度エラー・シグナルを生成するステップであって、前記トルク・コマンドは、前記生成される速度エラー・シグナルに基づいて生成されるステップと;、並びに
前記速度エラー・シグナルを、前記適切なオーダー速度ループ・コントローラーを通して処理し、前記トルク・コマンドを生成するステップと
を含む該方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記適切なオーダー位置ループ及び適切なオーダー速度ループは、比例積分コントロール・ループ、比例微分、比例積分微分コントロール・ループ又はこれらの組み合わせである該方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記ビーム・ステアリング素子は、反射による設計又は屈折による設計のうちいずれか1つである該方法。
- 請求項7に記載の方法であって、前記反射による設計のビーム・ステアリング素子は、2軸の高速ステアリング・ミラーを含む該方法。
- 請求項7に記載の方法であって、前記屈折による設計のビーム・ステアリング素子は、リズレープリズムを含む該方法。
- 請求項1に記載の方法であって、更に以下のステップを含む方法:
角度フィードバックを、角度に基づいて生成するステップであって、前記角度は、渦電流センサ、線形可変差動変圧器又は光学式エンコーダを用いて直接測定された角度であるステップ;及び
前記測定された角度を微分して速度フィードバックを生成するステップ。 - 請求項1に記載の方法であって、更に以下のステップを含む方法:
前記ビーム・ステアリング素子を前記トルク・コマンドに基づいて動かすステップ。 - フィードフォアワード・コマンドを補助するアーキテクチャのシステムであって、前記システムは:
生成モジュールであって、角度及び速度のコマンドを、受け取った慣性データ入力から生成するように設計された生成モジュールと;
位置ループ・モジュールであって、前記生成モジュールに通信可能に接続され、前記角度コマンドを、適切なオーダー位置ループへ与えて、中間結果を生成するように設計された位置ループ・モジュールと;
微分モジュールであって、角度フィードバックを微分して速度フィードバックを生成するように設計された微分モジュールと;
速度ループ・モジュールであって、前記位置ループ・モジュール及び微分モジュールに通信可能に接続され、前記中間結果、速度コマンド、及び速度フィードバックを、適切なオーダー速度ループに与えてトルク・コマンドを生成するように設計された速度ループ・モジュールと、
を備え、
前記適切なオーダー速度ループは、前記適切なオーダー位置ループの内部にネストされ、
前記生成されるトルク・コマンドは、電気光学的センサのビーム・ステアリング素子を動かし、前記電気光学的センサの視線を、前記受け取った慣性データ入力を近似する角度の分だけ偏向させる、該システム。 - 請求項12に記載のシステムであって、
前記受け取った慣性データ入力が慣性角度入力であり、
前記生成モジュールは、前記慣性角度入力を微分して速度を生成するように設計され、
前記速度コマンドは、前記生成される速度に基づいて生成される、該システム。 - 請求項12に記載のシステムであって、
前記受け取った慣性データ入力が慣性速度入力であり、
前記生成モジュールは、前記慣性速度入力を積分して角度を生成するように設計され、
前記角度コマンドは、前記生成される角度に基づいて生成される、該システム。 - 請求項12に記載のシステムであって、
前記位置ループ・モジュールは、前記角度コマンドと、前記角度フィードバックとの差を算出してエラー・シグナルを生成するように更に設計される該システム。 - 請求項12に記載のシステムであって、
前記速度ループ・モジュールは、速度コマンドと、速度フィードバックと、中間結果とを組み合わせて速度エラー・シグナルを生成するように更に設計され、
前記トルク・コマンドは、前記生成される速度エラー・シグナルに基づいて生成される該システム。 - 請求項12に記載のシステムであって、
前記適切なオーダー位置ループ及び適切なオーダー速度ループは、比例積分コントロール・ループ、比例微分、比例積分微分コントロール・ループ又はこれらの組み合わせである該システム。 - 請求項12に記載のシステムであって、前記ビーム・ステアリング素子は、反射による設計又は屈折による設計のうちいずれか1つである該システム。
- 請求項18に記載のシステムであって、前記反射による設計のビーム・ステアリング素子は、2軸の高速ステアリング・ミラーを含む該システム。
- 請求項18に記載のシステムであって、前記屈折による設計のビーム・ステアリング素子は、リズレープリズムを含む該システム。
- 請求項12に記載のシステムであって、
角度を直接測定する渦電流センサ、線形可変差動変圧器又は光学式エンコーダを更に備え、
前記微分モジュールは、前記測定された角度を微分して速度フィードバックを生成するように更に設計される該システム。 - 請求項12に記載のシステムであって、更に以下を備えるシステム:アクチュエータであって、前記ビーム・ステアリング素子を、前記トルク・コマンドに基づいて動かすアクチュエータ。
- コンピュータ・プログラムであって、
情報媒体内で具現化され、
前記コンピュータ・プログラムは、データ処理装置に:
角度及び速度のコマンドを、受け取った慣性データ入力から生成する動作;
前記角度コマンドを、適切なオーダー位置ループに与えて中間結果を生成する動作;
角度フィードバックを微分して速度フィードバックを生成する動作;
前記中間結果、速度コマンド、及び速度フィードバックを、適切なオーダー速度ループに与えてトルク・コマンドを生成する動作
を起こすような動作可能な指示を含み:
前記適切なオーダー速度ループは、前記適切なオーダー位置ループの内部にネストされ、
前記生成されるトルク・コマンドは、電気光学的センサのビーム・ステアリング素子を動かし、前記電気光学的センサの視線を、前記受け取った慣性データ入力を近似する角度の分だけ偏向させる、該プログラム。
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