JP6945394B2 - Sun capture device, control system and space structure - Google Patents

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Description

本発明は、太陽捕捉装置、制御システムおよび宇宙構造物に関するものである。 The present invention relates to sun capture devices, control systems and space structures.

人工衛星に搭載される姿勢角を検出するセンサとして、太陽センサおよび恒星センサ等がある。従来、太陽センサまたは恒星センサを使用して太陽方向へ指向することが行われている。万が一、センサが故障した際にも、太陽を捕捉して電力を確保できるといった、ロバスト性およびサバイバビリティの要求が高まっている。また、近年、小型衛星のような搭載機器に制約のある人工衛星が増えている状況でセンサ削減も課題となっている。 As a sensor for detecting the attitude angle mounted on an artificial satellite, there are a sun sensor, a stellar sensor, and the like. Conventionally, a sun sensor or a stellar sensor is used to direct toward the sun. In the unlikely event that a sensor fails, there is an increasing demand for robustness and survivability, such as being able to capture the sun and secure power. Further, in recent years, the number of artificial satellites having restrictions on on-board equipment such as small satellites is increasing, and the reduction of sensors is also an issue.

特許文献1には、専用の太陽電池セルまたは電力発生用の太陽電池セルを太陽センサとして用いて太陽を捕捉する技術が記載されている。具体的には、宇宙機をX軸周りに回転させ、太陽センサの出力が最大になる位置で停止させた後、宇宙機をY軸周りに回転させ、太陽センサの出力が最大になる位置で停止させることで、宇宙機を太陽指向姿勢に制御する技術が記載されている。 Patent Document 1 describes a technique for capturing the sun by using a dedicated solar cell or a solar cell for generating electric power as a solar sensor. Specifically, after rotating the spacecraft around the X-axis and stopping it at the position where the output of the sun sensor is maximized, the spacecraft is rotated around the Y-axis and at the position where the output of the sun sensor is maximized. A technique for controlling the spacecraft to a sun-oriented attitude by stopping it is described.

特開平1−182719号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-182719

特許文献1に記載の技術では、宇宙機をX軸周りに回転させた後、さらに宇宙機をY軸周りに回転させなければならないため、太陽を捕捉するのに時間がかかる。 In the technique described in Patent Document 1, it takes time to capture the sun because the spacecraft must be rotated about the X-axis and then the spacecraft must be further rotated about the Y-axis.

本発明は、迅速に太陽を捕捉することを目的とする。 An object of the present invention is to capture the sun quickly.

本発明の一態様に係る太陽捕捉装置は、
太陽電池セルを搭載する宇宙構造物が前記太陽電池セルの受光面の垂直方向に対して任意の傾斜角で傾斜する回転軸を中心として回転したときに前記太陽電池セルより発生した電流の、前記回転軸を中心とする回転角によって異なる電流値を取得する取得部と、
前記傾斜角と前記取得部により取得された電流値とから、前記回転軸に対する太陽方向角を算出する算出部とを備える。
The sun trapping device according to one aspect of the present invention is
The current generated from the solar cell when the space structure on which the solar cell is mounted rotates about a rotation axis that is inclined at an arbitrary inclination angle with respect to the direction perpendicular to the light receiving surface of the solar cell. An acquisition unit that acquires different current values depending on the rotation angle around the rotation axis,
It is provided with a calculation unit for calculating the sun direction angle with respect to the rotation axis from the inclination angle and the current value acquired by the acquisition unit.

本発明では、宇宙構造物を、太陽電池セルの受光面の垂直方向に対して任意の傾斜角で傾斜する回転軸を中心として回転させれば、太陽を捕捉することができる。すなわち、迅速に太陽を捕捉することができる。 In the present invention, the sun can be captured by rotating the space structure around a rotation axis that is tilted at an arbitrary tilt angle with respect to the direction perpendicular to the light receiving surface of the solar cell. That is, the sun can be captured quickly.

実施の形態1に係る人工衛星の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the artificial satellite which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る太陽捕捉装置の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the sun trapping apparatus which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る制御システムの動作を示す図。The figure which shows the operation of the control system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る制御システムの動作を示す図。The figure which shows the operation of the control system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る制御システムの動作を示す図。The figure which shows the operation of the control system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る制御システムの動作を示す図。The figure which shows the operation of the control system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る制御システムの動作を示す図。The figure which shows the operation of the control system which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る最大発生電流、平均発生電流および最小発生電流の例を示すグラフ。The graph which shows the example of the maximum generated current, the average generated current and the minimum generated current which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る最大発生電流と最小発生電流との差の例を示すグラフ。The graph which shows the example of the difference between the maximum generated current and the minimum generated current which concerns on Embodiment 1. FIG. 実施の形態1に係る制御システムの動作を示す図。The figure which shows the operation of the control system which concerns on Embodiment 1. FIG.

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、以下に説明する実施の形態は、部分的に実施されても構わない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals. In the description of the embodiment, the description will be omitted or simplified as appropriate for the same or corresponding parts. The present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications can be made as needed. For example, the embodiments described below may be partially implemented.

実施の形態1.
本実施の形態について、図1から図10を用いて説明する。
Embodiment 1.
The present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10.

***構成の説明***
図1および図2を参照して、本実施の形態に係る人工衛星10の構成を説明する。
*** Explanation of configuration ***
The configuration of the artificial satellite 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

人工衛星10は、制御システム11と、姿勢ダイナミクス等のダイナミクスを含む被制御プラント12とを備える。 The artificial satellite 10 includes a control system 11 and a controlled plant 12 including dynamics such as attitude dynamics.

制御システム11は、太陽電池セル21と、太陽電池セル21の発生電力をもとに太陽方向を算出する太陽捕捉装置31と、太陽捕捉装置31の算出結果に応じて人工衛星10の姿勢を制御する制御器41とを備える。 The control system 11 controls the attitudes of the solar cell 21, the sun capturing device 31 that calculates the direction of the sun based on the generated power of the solar cell 21, and the artificial satellite 10 according to the calculation result of the sun capturing device 31. The controller 41 is provided.

必須ではないが、制御システム11は、恒星センサ22と、太陽センサ23と、恒星センサ22または太陽センサ23の観測結果をもとに太陽方向を算出する太陽方向計算器32と、太陽方向計算器32の算出結果に応じて人工衛星10の姿勢を制御する制御器42とをさらに備える。 Although not essential, the control system 11 includes a star sensor 22, a sun sensor 23, a sun direction calculator 32 that calculates the sun direction based on the observation results of the star sensor 22 or the sun sensor 23, and a sun direction calculator. A controller 42 that controls the attitude of the artificial satellite 10 according to the calculation result of 32 is further provided.

制御システム11は、制御器41,42による姿勢の制御を実現するために、制御器41からの指令を、被制御プラント12に適用される物理的な作用に変換するアクチュエータ51をさらに備える。 The control system 11 further includes an actuator 51 that converts a command from the controller 41 into a physical action applied to the controlled plant 12 in order to realize posture control by the controllers 41 and 42.

太陽捕捉装置31は、コンピュータまたはマイクロコンピュータである。図示していないが、太陽捕捉装置31は、プロセッサおよびメモリといったハードウェアを備える。プロセッサは、例えば、CPUである。「CPU」は、Central Processing Unitの略語である。メモリは、例えば、フラッシュメモリまたはRAMである。「RAM」は、Random Access Memoryの略語である。 The sun capture device 31 is a computer or a microcomputer. Although not shown, the sun capture device 31 includes hardware such as a processor and memory. The processor is, for example, a CPU. "CPU" is an abbreviation for Central Processing Unit. The memory is, for example, a flash memory or RAM. "RAM" is an abbreviation for Random Access Memory.

太陽捕捉装置31は、機能要素として、取得部33と、算出部34とを備える。取得部33および算出部34の機能は、ソフトウェアにより実現される。取得部33および算出部34の機能を実現するプログラムは、メモリからプロセッサに読み込まれ、プロセッサによって実行される。 The sun capture device 31 includes an acquisition unit 33 and a calculation unit 34 as functional elements. The functions of the acquisition unit 33 and the calculation unit 34 are realized by software. The program that realizes the functions of the acquisition unit 33 and the calculation unit 34 is read from the memory into the processor and executed by the processor.

***動作の説明***
図1および図2のほかに、図3から図10を参照して、本実施の形態に係る制御システム11の動作を説明する。制御システム11の動作は、本実施の形態に係る姿勢制御方法に相当する。
*** Explanation of operation ***
In addition to FIGS. 1 and 2, the operation of the control system 11 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 10. The operation of the control system 11 corresponds to the attitude control method according to the present embodiment.

各図中、Sは太陽方向ベクトル、Xは衛星座標系X軸、Yは衛星座標系Y軸、Zは衛星座標系Z軸、ωは太陽指向軸、αは任意の角度、δは太陽方向の角度、θは回転角度を表している。本実施の形態の目的は、太陽指向軸を太陽方向に向けることである。太陽方向の角度δは、太陽指向軸からの太陽方向のずれに相当する。 In each figure, S is the sun direction vector, X B is the satellite coordinate system X axis, Y B is the satellite coordinate system Y axis, Z B is the satellite coordinate system Z axis, ω s is the sun direction axis, and α is an arbitrary angle. δ represents the angle in the direction of the sun, and θ represents the rotation angle. An object of the present embodiment is to direct the sun-directed axis toward the sun. The angle δ in the direction of the sun corresponds to the deviation in the direction of the sun from the axis of the sun.

本実施の形態において、制御システム11は、太陽電池セル21より発生した電力をもとに、図3に示すように人工衛星10を太陽方向に指向させる。具体的な動作は以下の通りである。 In the present embodiment, the control system 11 directs the artificial satellite 10 toward the sun as shown in FIG. 3 based on the electric power generated from the solar cell 21. The specific operation is as follows.

まず、制御システム11は、図4に示すように、太陽電池セル21の受光面に対して任意の角度α分だけ傾けたω軸周りに人工衛星10を回転させる。 First, as shown in FIG. 4, the control system 11 rotates the artificial satellite 10 around the ω s axis tilted by an arbitrary angle α with respect to the light receiving surface of the solar cell 21.

図5に示すように、太陽方向ベクトルSと−Z軸とのなす角が最も小さいとき、すなわち、太陽電池セル21の発生電流が最大の姿勢を、ω軸周りの回転角θが0°の姿勢とすると、図6に示すように、逆に回転角θが180°のときの発生電流は最も小さくなる。 As shown in FIG. 5, when the angle formed by the solar direction vector S and the −Z B axis is the smallest, that is, the posture in which the generated current of the solar cell 21 is maximum, the rotation angle θ around the ω s axis is 0. As shown in FIG. 6, the current generated when the rotation angle θ is 180 ° is the smallest when the posture is set to °.

このときの衛星座標系から見たω軸と太陽方向ベクトルSおよび発生電流との関係を図7および図8に示す。Amaxは最大発生電流、Aaveは平均発生電流、Aminは最小発生電流を表している。 The relationship between the ω s axis seen from the satellite coordinate system at this time, the solar direction vector S, and the generated current is shown in FIGS. 7 and 8. A max represents the maximum generated current, A ave represents the average generated current, and A min represents the minimum generated current.

ここで、ω軸周りの回転角θ、−Z軸とω軸とのなす角α、および、太陽方向ベクトルSとω軸とのなす角δとを用いて太陽方向ベクトルSを表すと、次式のようになる。

Figure 0006945394
Here, the rotation angle θ about the omega s axis, the angle between the -Z B axis and omega s axis alpha, and the sun direction vector S with a δ angle between sun direction vector S and omega s shaft Expressed as follows.
Figure 0006945394

さらに、−Z軸方向の単位ベクトルeと太陽方向ベクトルSとの内積を取ることにより、回転角θについての発生電流A(θ)を、太陽電池セル21の受光面に垂直に太陽光が当たる場合の発生電流Aを用いて次のように表すことができる。

Figure 0006945394
Furthermore, by taking the inner product of the unit vector e and the sun direction vector S of -Z B axis, the generation current A (theta) of the rotation angle theta, sunlight perpendicularly on the light receiving surface of the solar cell 21 It can be expressed as follows using the generated current A 0 in the case of hitting.
Figure 0006945394

回転角θが0°のときに得られる最大発生電流Amax、回転角θが90°または270°のときに得られる平均発生電流Aave、および、回転角θが180°のときに得られる最小発生電流Aminは、次式のようになる。

Figure 0006945394
The maximum generated current A max obtained when the rotation angle θ is 0 °, the average generated current A ave obtained when the rotation angle θ is 90 ° or 270 °, and the average generated current A ave obtained when the rotation angle θ is 180 °. The minimum generated current A min is as follows.
Figure 0006945394

本実施の形態では、太陽捕捉装置31の取得部33が、人工衛星10がω軸を中心として回転したときに太陽電池セル21より発生した電流の、ω軸を中心とする回転角θによって異なる電流値を取得する。ω軸は、太陽電池セル21の受光面の垂直方向に対して任意の傾斜角αで傾斜する回転軸である。太陽捕捉装置31の算出部34は、取得部33により取得された電流値の中から、少なくとも最大値Amaxと最小値Aminとを特定する。 In this embodiment, the acquiring unit 33 of the sun acquisition device 31, the current generated from the solar cell 21 when the satellite 10 is rotated about the omega s axis, the rotation angle around the omega s axis θ Get different current values depending on. The ω s axis is a rotation axis that is inclined at an arbitrary inclination angle α with respect to the vertical direction of the light receiving surface of the solar cell 21. The calculation unit 34 of the sun capture device 31 specifies at least the maximum value A max and the minimum value A min from the current values acquired by the acquisition unit 33.

図9に示すような最大発生電流Amaxと最小発生電流Aminとの差ΔAを計算し、平均発生電流Aaveで割ることにより、次式が得られる。

Figure 0006945394
The following equation is obtained by calculating the difference ΔA between the maximum generated current A max and the minimum generated current A min as shown in FIG. 9 and dividing by the average generated current A ave.
Figure 0006945394

ω軸と−Z軸とのなす角αは既知の量であるため、次式により太陽方向ベクトルSとω軸とのなす角δを算出することができる。

Figure 0006945394
Since the angle α formed by the ω s axis and the −Z B axis is a known quantity, the angle δ formed by the sun direction vector S and the ω s axis can be calculated by the following equation.
Figure 0006945394

本実施の形態では、太陽捕捉装置31の算出部34が、傾斜角αと取得部33により取得された電流値とから、ω軸に対する太陽方向角δを算出する。そのために、算出部34は、前述した式のうち少なくとも一部の式を計算するか、あるいは、その式の計算と同等の処理を実行する。 In the present embodiment, the calculation unit 34 of the sun capture device 31 calculates the sun direction angle δ with respect to the ω s axis from the inclination angle α and the current value acquired by the acquisition unit 33. Therefore, the calculation unit 34 calculates at least a part of the above-mentioned formulas, or executes a process equivalent to the calculation of the formulas.

具体的には、算出部34は、取得部33により取得された、人工衛星10がω軸を中心として回転したときに太陽電池セル21より発生した電流の最大値Amaxと最小値Aminとの差ΔAおよび平均Aaveを用いて、太陽方向角δを算出する。 Specifically, the calculation unit 34 has a maximum value A max and a minimum value A min of the current generated from the solar cell 21 when the artificial satellite 10 rotates about the ω s axis acquired by the acquisition unit 33. using the difference ΔA and the average a ave and calculates the solar direction angle [delta].

あるいは、回転角θが0°のときに太陽電池セル21より発生した電流の電流値が最大値Amaxであるとしたとき、算出部34は、取得部33により取得された、回転角θが0°のときの電流値と回転角θが180°のときの電流値との差、および、回転角θが90°または270°のときの電流値を用いて、太陽方向角δを算出する。 Alternatively, assuming that the current value of the current generated from the solar cell 21 is the maximum value A max when the rotation angle θ is 0 °, the calculation unit 34 determines that the rotation angle θ acquired by the acquisition unit 33 is The solar direction angle δ is calculated using the difference between the current value when the rotation angle θ is 180 ° and the current value when the rotation angle θ is 180 ° and the current value when the rotation angle θ is 90 ° or 270 °. ..

最後に、制御システム11は、算出された太陽方向の角度δに基づき、角度δを0°に近づけるように人工衛星10の姿勢を制御することで、図10に示すようにω軸を太陽方向に向ける。 Finally, the control system 11 controls the attitude of the artificial satellite 10 so that the angle δ approaches 0 ° based on the calculated angle δ in the direction of the sun, so that the ω s axis is set to the sun as shown in FIG. Turn in the direction.

以上の動作を繰り返すことで、常に人工衛星10を太陽方向に指向することが可能となる。 By repeating the above operation, the artificial satellite 10 can always be directed toward the sun.

***実施の形態の効果の説明***
本実施の形態では、人工衛星10を、太陽電池セル21の受光面の垂直方向に対して任意の傾斜角αで傾斜する回転軸を中心として回転させれば、太陽を捕捉することができる。すなわち、迅速に太陽を捕捉することができる。よって、迅速に太陽方向に人工衛星10の姿勢を制御することができる。すなわち、ほぼ常に人工衛星10を太陽方向に指向することが可能となる。
*** Explanation of the effect of the embodiment ***
In the present embodiment, the sun can be captured by rotating the artificial satellite 10 around a rotation axis that is inclined at an arbitrary inclination angle α with respect to the vertical direction of the light receiving surface of the solar cell 21. That is, the sun can be captured quickly. Therefore, the attitude of the artificial satellite 10 can be quickly controlled in the direction of the sun. That is, it is almost always possible to direct the artificial satellite 10 toward the sun.

本実施の形態では、制御システム11が、信頼性の高いセンサとして、人工衛星10に搭載されている太陽電池セル21を使用して太陽を捕捉する。具体的には、制御システム11が、太陽電池セル21の発生電力をもとに人工衛星10を太陽方向へ指向する。動作原理は、まず太陽電池セル21の受光面に対して任意の角度αで傾けたω軸周りに人工衛星10を回転させ、次に太陽電池セル21の発生電力の最大値、最小値および平均値から太陽方向を算出し、最後に算出した太陽方向に基づいて太陽電池セル21が太陽方向に向くように人工衛星10の姿勢を制御する、というものである。本原理の採用により、太陽センサ23および恒星センサ22を使用しなくても、人工衛星10に搭載されている太陽電池セル21の発生電力を使用して太陽方向へ人工衛星10の姿勢を制御することが可能となる。そのため、万が一、太陽センサ23または恒星センサ22が故障した場合でも、太陽方向へ姿勢を向けて電力を確保することができ、ロバスト性およびサバイバビリティを向上させることができる。また、人工衛星10が、小型衛星のような搭載機器に制約のあるものであっても、本実施の形態を適用することで太陽センサ23および恒星センサ22を搭載しないという選択が可能になる。 In the present embodiment, the control system 11 captures the sun by using the solar cell 21 mounted on the artificial satellite 10 as a highly reliable sensor. Specifically, the control system 11 directs the artificial satellite 10 toward the sun based on the electric power generated by the solar cell 21. The operating principle is that the artificial satellite 10 is first rotated around the ω s axis tilted at an arbitrary angle α with respect to the light receiving surface of the solar cell 21, and then the maximum and minimum values of the generated power of the solar cell 21 and the minimum value. The direction of the sun is calculated from the average value, and the attitude of the artificial satellite 10 is controlled so that the solar cell 21 faces the direction of the sun based on the finally calculated direction of the sun. By adopting this principle, the attitude of the artificial satellite 10 is controlled in the direction of the sun by using the generated power of the solar cell 21 mounted on the artificial satellite 10 without using the solar sensor 23 and the stellar sensor 22. It becomes possible. Therefore, even if the sun sensor 23 or the star sensor 22 should fail, it is possible to secure the electric power by turning the posture toward the sun, and it is possible to improve the robustness and survivability. Further, even if the artificial satellite 10 has restrictions on the on-board equipment such as a small satellite, it is possible to select not to mount the sun sensor 23 and the star sensor 22 by applying the present embodiment.

***他の構成***
本実施の形態は、太陽電池セル21を搭載する宇宙構造物であれば、人工衛星10だけでなく、宇宙ステーション等、他の種類の宇宙構造物にも適用することができる。
*** Other configurations ***
This embodiment can be applied not only to the artificial satellite 10 but also to other types of space structures such as a space station as long as it is a space structure on which the solar cell 21 is mounted.

本実施の形態では、太陽捕捉装置31の取得部33および算出部34の機能がソフトウェアにより実現されるが、変形例として、取得部33および算出部34の機能がハードウェアにより実現されてもよい。具体的には、取得部33および算出部34の機能は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックIC、GA、FPGAまたはASICといった専用のハードウェアにより実現されてもよい。「IC」は、Integrated Circuitの略語である。「GA」は、Gate Arrayの略語である。「FPGA」は、Field−Programmable Gate Arrayの略語である。「ASIC」は、Application Specific Integrated Circuitの略語である。 In the present embodiment, the functions of the acquisition unit 33 and the calculation unit 34 of the sun capture device 31 are realized by software, but as a modification, the functions of the acquisition unit 33 and the calculation unit 34 may be realized by hardware. .. Specifically, the functions of the acquisition unit 33 and the calculation unit 34 are realized by dedicated hardware such as a single circuit, a composite circuit, a programmed processor, a parallel programmed processor, a logic IC, a GA, an FPGA or an ASIC. You may. "IC" is an abbreviation for Integrated Circuit. "GA" is an abbreviation for Gate Array. "FPGA" is an abbreviation for Field-Programmable Gate Array. "ASIC" is an abbreviation for Application Special Integrated Circuit.

別の変形例として、取得部33および算出部34の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。すなわち、取得部33および算出部34の機能の一部が専用のハードウェアにより実現され、残りがソフトウェアにより実現されてもよい。 As another modification, the functions of the acquisition unit 33 and the calculation unit 34 may be realized by a combination of software and hardware. That is, a part of the functions of the acquisition unit 33 and the calculation unit 34 may be realized by dedicated hardware, and the rest may be realized by software.

10 人工衛星、11 制御システム、12 被制御プラント、21 太陽電池セル、22 恒星センサ、23 太陽センサ、31 太陽捕捉装置、32 太陽方向計算器、33 取得部、34 算出部、41 制御器、42 制御器、51 アクチュエータ。 10 Artificial satellite, 11 Control system, 12 Controlled plant, 21 Solar cell, 22 Star sensor, 23 Sun sensor, 31 Sun capture device, 32 Sun direction calculator, 33 Acquisition unit, 34 Calculation unit, 41 Controller, 42 Controller, 51 actuators.

Claims (4)

太陽電池セルを搭載する宇宙構造物が前記太陽電池セルの受光面の垂直方向に対して任意の傾斜角で傾斜する回転軸を中心として回転したときに前記太陽電池セルより発生した電流の、前記回転軸を中心とする回転角によって異なる電流値を取得する取得部と、
前記傾斜角と前記取得部により取得された電流値とから、前記回転軸に対する太陽方向角を算出する算出部と
を備え、
前記算出部は、前記取得部により取得された、前記宇宙構造物が前記回転軸を中心として回転したときに前記太陽電池セルより発生した電流の最大値と最小値との差および平均を用いて、前記太陽方向角を算出する太陽捕捉装置。
The current generated from the solar cell when the space structure on which the solar cell is mounted rotates about a rotation axis that is inclined at an arbitrary inclination angle with respect to the direction perpendicular to the light receiving surface of the solar cell. An acquisition unit that acquires different current values depending on the rotation angle around the rotation axis,
A calculation unit that calculates the sun direction angle with respect to the rotation axis from the inclination angle and the current value acquired by the acquisition unit.
With
The calculation unit uses the difference and average of the maximum value and the minimum value of the current generated from the solar cell when the space structure rotates about the rotation axis, which is acquired by the acquisition unit. , it calculates the solar direction angle solar capture device.
太陽電池セルを搭載する宇宙構造物が前記太陽電池セルの受光面の垂直方向に対して任意の傾斜角で傾斜する回転軸を中心として回転したときに前記太陽電池セルより発生した電流の、前記回転軸を中心とする回転角によって異なる電流値を取得する取得部と、
前記傾斜角と前記取得部により取得された電流値とから、前記回転軸に対する太陽方向角を算出する算出部と
を備え、
前記回転角が0°のときに前記太陽電池セルより発生した電流の電流値が最大値であり、
前記算出部は、前記取得部により取得された、前記回転角が0°のときの電流値と前記回転角が180°のときの電流値との差、および、前記回転角が90°または270°のときの電流値を用いて、前記太陽方向角を算出する太陽捕捉装置。
The current generated from the solar cell when the space structure on which the solar cell is mounted rotates about a rotation axis that is inclined at an arbitrary inclination angle with respect to the direction perpendicular to the light receiving surface of the solar cell. An acquisition unit that acquires different current values depending on the rotation angle around the rotation axis,
A calculation unit that calculates the sun direction angle with respect to the rotation axis from the inclination angle and the current value acquired by the acquisition unit.
With
When the rotation angle is 0 °, the current value of the current generated from the solar cell is the maximum value.
The calculation unit is the difference between the current value when the rotation angle is 0 ° and the current value when the rotation angle is 180 °, and the rotation angle is 90 ° or 270, which is acquired by the acquisition unit. ° used, be that solar capture device calculates the solar direction angle a current value when the.
請求項1又は2に記載の太陽捕捉装置と、
前記算出部の算出結果に応じて前記宇宙構造物の姿勢を制御する制御器と
を備える制御システム。
The sun trapping device according to claim 1 or 2,
A control system including a controller that controls the posture of the space structure according to the calculation result of the calculation unit.
請求項に記載の制御システムを備える宇宙構造物。 A space structure comprising the control system according to claim 3.
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