JP5995734B2 - 飛しょう体の制御装置、飛しょう体及び飛しょう体の制御方法 - Google Patents
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Description
スラスタとTVCを用いた飛しょう体の機体制御方式として、次の方法が考えられる。1つの方法はダイバートモード(軌道制御モード)であり、他の1つの方法はモーメントモード(姿勢制御モード)である。ダイバートモードは、スラスタとTVCとを同位相に作動させる。すなわち、スラスタによる旋回力をTVCで打ち消すようにする。その結果、機体の姿勢角はほとんど変化せず、機体は概ね横にスライドして、機体はほとんど向きを変えない。一方、モーメントモードは、TVCにより機体を大きく振る。すなわち、TVCを用いて機体を大きく旋回させる。その結果、機体の姿勢角は大きく変化し、機体は向きを変える。
ダイバートモードには以下の特徴がある。スラスタとTVCとを同位相に作動させて旋回するため、発生可能な旋回加速度が小さい。そのため、旋回能力は低いと考えられる(△)。また、スラスタ推力が、そのまま旋回力となる。そのため応答性は高いと考えられる(○)。また、機体の姿勢角の変化を伴わないため、機体の動揺が小さい。そのため、目標到達に必要な誘導信号精度を確保することが可能と考えられる(○)。また、機体の動揺が小さいため、シーカのシーカゲインを大きく設定可能である。
以下、本発明の第1の実施の形態に係る飛しょう体の制御装置及び飛しょう体について説明する。
まず、本実施の形態に係る飛しょう体の制御装置及び飛しょう体の構成について説明する。図2は、本実施の形態に係る飛しょう体の制御装置及び飛しょう体の構成を示すブロック図である。飛しょう体1は、誘導により目標物へ向かって運動する飛行物体である。飛しょう体1は、制御部2と、スラスタ3と、TVC(Thrust vector control)4と、検出部5と、シーカ6とを具備している。
以下、本発明の第2の実施の形態に係る飛しょう体の制御装置及び飛しょう体について説明する。本実施の形態の飛しょう体の制御装置及び飛しょう体は、シーカ6のシーカゲインを加速度分配部12で算出される配分割合に基づいて変更する点で、第1の実施の形態と相違している。以下、本実施の形態と第1の実施の形態との相違点について主に説明する。
また、本実施の形態では、配分割合(ダイバートモードとモーメントモードとの比)の変化に対応させて、シーカゲインKHを変化させるので、制御の発散を更に防止しながら、誘導信号精度を更に高めることができる。
以下、本発明の第23実施の形態に係る飛しょう体の制御装置及び飛しょう体について説明する。本実施の形態の飛しょう体の制御装置及び飛しょう体は、配分割合(ダイバートモードとモーメントモードとの比)を連続的に変化させるのではなく、ステップ状に変化させる点で、第1、第2の実施の形態と相違している。以下、本実施の形態と第1、第2の実施の形態との相違点について主に説明する。
また、本実施の形態では、配分割合(ダイバートモードとモーメントモードとの比)の変化の方法が単純であるので、その制御を容易に行うことがえきる。
2 :制御部
3 :スラスタ
4 :TVC
5 :検出部
6 :シーカ
11:加速度指令算出部
12:加速度分配部
13:駆動制御部
14:スラスタTVC分配部
22:ダイバートモード制御部
23:モーメントモード制御部
50:飛しょう体運動
Claims (19)
- 飛しょう体の制御装置であって、
前記飛しょう体の加速度を指示する加速度指令を、前記飛しょう体のダイバートモード用の第1加速度指令と、前記飛しょう体のモーメントモード用の第2加速度指令とに配分する加速度分配部と、
前記第1加速度指令に基づいて、前記ダイバートモード用の第1スラスタ制御指令と前記ダイバートモード用の第1TVC(Thrust vector control)制御指令とを生成し、前記第2加速度指令に基づいて、前記モーメントモード用の第2スラスタ制御指令と前記モーメントモード用の第2TVC制御指令とを生成する駆動制御部と、
前記第1スラスタ制御指令と前記第2スラスタ制御指令とからスラスタ制御指令を生成し、前記第1TVC制御指令と前記第2TVC制御指令とからTVC制御指令を生成するスラスタTVC分配部と
を具備し、
前記加速度分配部は、前記飛しょう体の運動の制御を実行中に、前記加速度指令を前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分する配分割合を変更する
飛しょう体の制御装置。 - 請求項1に記載の飛しょう体の制御装置において、
前記加速度分配部は、前記加速度指令の大きさ、又は、前記飛しょう体の到達目標を設定した時からの時間に基づいて、前記配分割合を変更する
飛しょう体の制御装置。 - 請求項2に記載の飛しょう体の制御装置において、
前記駆動制御部は、
前記飛しょう体の姿勢角が変化しないように、前記第1TVC制御指令及び前記第1スラスタ制御指令を発生させ、
前記姿勢角が変化するように、前記第2TVC制御指令及び前記第2スラスタ制御指令を発生させる
飛しょう体の制御装置。 - 請求項2に記載の飛しょう体の制御装置において、
前記駆動制御部は、
前記第1TVC制御指令による主推進装置の旋回力が、前記第1スラスタ制御指令によるスラスタの旋回力を打ち消すように、前記第1TVC制御指令及び前記第1スラスタ制御指令を発生させ、
前記第2TVC制御指令による主推進装置の旋回力が、前記第2スラスタ制御指令によるスラスタの旋回力を超えるように、前記第2TVC制御指令及び前記第2スラスタ制御指令を発生させる
飛しょう体の制御装置。 - 請求項2乃至4のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御装置において、
前記加速度分配部は、前記加速度指令の大きさに基づいて、前記加速度指令を前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分する場合、前記加速度指令が小さくなるほど、前記第1加速度指令が大きくなるように、前記配分割合を変更する
飛しょう体の制御装置。 - 請求項2乃至4のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御装置において、
前記加速度分配部は、前記飛しょう体の到達目標を設定した時からの時間に基づいて、前記加速度指令を、前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分する場合、前記時間が長くなるほど、前記第1加速度指令が大きくなるように、前記配分割合を変更する
飛しょう体の制御装置。 - 請求項2乃至6のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御装置において、
前記加速度分配部は、前記飛しょう体の到達目標を設定した時の誘導誤差が小さいほど、前記第1加速度指令が大きいように、前記配分割合の初期値を設定する
飛しょう体の制御装置。 - 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御装置において、
前記加速度分配部は、前記配分割合に基づいて、飛しょう体のシーカのシーカゲインを変更する変更信号を出力する
飛しょう体の制御装置。 - 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御装置において、
前記駆動制御部は、
前記第1加速度指令に基づいて、前記第1スラスタ制御指令と前記第1TVC制御指令とを生成するダイバートモード制御部と、
前記第2加速度指令に基づいて、前記第2スラスタ制御指令と前記第2TVC制御指令とを生成するモーメントモード制御部と
を含む
飛しょう体の制御装置。 - 飛しょう体の機体加速度、目視線角、機体角速度を検出する検出部と、
前記目視線角と前記機体角速度とに基づいて、誘導信号を生成するシーカと、
前誘導信号に基づく加速度指令と、前記機体加速度とに基づいて、スラスタ制御指令とTVC制御指令とを出力する請求項1乃至6のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御装置と、
前記スラスタ制御指令に基づいて駆動されるスラスタと、
前記TVC制御指令に基づいて駆動されるTVCと
を具備する
飛しょう体。 - 請求項10に記載の飛しょう体において、
前記加速度分配部が前記配分割合に基づいて前記シーカのシーカゲインを変更する変更信号を出力したとき、前記シーカは、前記変更信号に基づいて、前記シーカゲインを変更する
飛しょう体。 - 飛しょう体の制御方法であって、
前記飛しょう体の加速度を指示する加速度指令を、前記飛しょう体のダイバートモード用の第1加速度指令と、前記飛しょう体のモーメントモード用の第2加速度指令とに配分するステップと、
前記第1加速度指令に基づいて、前記ダイバートモード用の第1スラスタ制御指令と前記ダイバートモード用の第1TVC(Thrust vector control)制御指令とを生成し、前記第2加速度指令に基づいて、前記モーメントモード用の第2スラスタ制御指令と前記モーメントモード用の第2TVC制御指令とを生成するステップと、
前記第1スラスタ制御指令と前記第2スラスタ制御指令とからスラスタ制御指令を生成し、前記第1TVC制御指令と前記第2TVC制御指令とからTVC制御指令を生成するステップと
を具備し、
前記加速度指令を前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分するステップは、
前記飛しょう体の運動の制御を実行中に、前記加速度指令を前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分する配分割合を変更するステップを備える
飛しょう体の制御方法。 - 請求項12に記載の飛しょう体の制御方法において、
前記配分割合を変更するステップは、前記加速度指令の大きさ、又は、前記飛しょう体の到達目標を設定した時からの時間に基づいて、前記配分割合を変更する
飛しょう体の制御方法。 - 請求項13に記載の飛しょう体の制御方法において、
前記第1TVC制御指令、前記第1スラスタ制御指令、前記第2TVC制御指令及び前記第2スラスタ制御指令を発生させるステップは、
前記飛しょう体の姿勢角が変化しないように、前記第1TVC制御指令及び前記第1スラスタ制御指令を発生させるステップと、
前記姿勢角が変化するように、前記第2TVC制御指令及び前記第2スラスタ制御指令を発生させるステップと
を備える
飛しょう体の制御方法。 - 請求項13に記載の飛しょう体の制御方法において、
前記第1TVC制御指令、前記第1スラスタ制御指令、前記第2TVC制御指令及び前記第2スラスタ制御指令を発生させるステップは、
前記第1TVC制御指令による主推進装置の旋回力が、前記第1スラスタ制御指令によるスラスタの旋回力を打ち消すように、前記第1TVC制御指令及び前記第1スラスタ制御指令を発生させるステップと、
前記第2TVC制御指令による主推進装置の旋回力が、前記第2スラスタ制御指令によるスラスタの旋回力を超えるように、前記第2TVC制御指令及び前記第2スラスタ制御指令を発生させるステップと
を備える
飛しょう体の制御方法。 - 請求項13乃至15のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御方法において、
前記加速度指令を前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分するステップは、
前記加速度指令の大きさに基づいて、前記加速度指令を前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分する場合、前記加速度指令が小さくなるほど、前記第1加速度指令が大きくなるように、前記配分割合を変更するステップを備える
飛しょう体の制御方法。 - 請求項13乃至15のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御方法において、
前記加速度指令を前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分するステップは、
前記飛しょう体の到達目標を設定した時からの時間に基づいて、前記加速度指令を、前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分する場合、前記時間が長くなるほど、前記第1加速度指令が大きくなるように、前記配分割合を変更するステップを備える
飛しょう体の制御方法。 - 請求項13乃至17のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御方法において、
前記加速度指令を前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分するステップは、
前記飛しょう体の到達目標を設定した時の誘導誤差が小さいほど、前記第1加速度指令が大きいように、前記配分割合の初期値を設定するステップを備える
飛しょう体の制御方法。 - 請求項12乃至18のいずれか一項に記載の飛しょう体の制御方法において、
前記加速度指令を前記第1加速度指令と前記第2加速度指令とに配分するステップは、
前記配分割合に基づいて、飛しょう体のシーカのシーカゲインを変更する変更信号を出力するステップを備える
飛しょう体の制御方法。
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JP2013013675A JP5995734B2 (ja) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | 飛しょう体の制御装置、飛しょう体及び飛しょう体の制御方法 |
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JP2013013675A Active JP5995734B2 (ja) | 2013-01-28 | 2013-01-28 | 飛しょう体の制御装置、飛しょう体及び飛しょう体の制御方法 |
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