JPH02151600A

JPH02151600A - 太陽捕捉姿勢制御装置

Info

Publication number: JPH02151600A
Application number: JP63305702A
Authority: JP
Inventors: Taichi Nakamura; 太一中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1990-06-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は人工衛星等の飛しよう体（以下衛星と称す。

）に搭載され、太陽を自動的に検出・捕捉し、太陽方向
に姿勢を保持するための太陽捕捉姿勢制御装置に関する
ものでつる。

〔従来の技術〕

第７図は従来の太陽捕捉姿勢制御装置を示す構成図であ
り１図において（１）は第１の一軸型太陽センサ（以下
−軸太陽センサ１と称す。）、（２１は第２の一軸型太
陽センサ（以下−軸太陽センサ２と称す。）、＋３１Ｆ
ｉ第３の一軸型太陽センサ（以下−軸太陽センサ３と称
す。）、（４）は三軸検出型角速度センサ（以下レート
ジャイロと称す。）、ａＨモードコントローラ、１６１
ｉｊレギユレータ、（７）はトルク発生用アクチュエー
タ（以下アクチュエータと称す。）を示し、また図中の
記号８Ｐ１．ＳＦ３゜ＳＦ３はそれぞれの一軸太陽セン
サの太陽プレゼンス信号、　　８１，８２．８３はそれ
ぞれの一軸太陽センサの検出角、ωＧＸ＝ωＧＹＩ　ω
ＧＺ”レートジャイロの検出する衛星に固定した３つの
軸（以下ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸と称す。）まわり
の角速度信号、ψＣ９θ。　ψ。σそれぞれロール軸。

ピッチ軸、ヨー軸まわりの角度誤差信号、ωＣＸ。

ωｃＹ、ωＣＺＨそれぞれロール軸、ピッチ軸、ヨー軸
まわりの角速度誤差信号、γ８．γア、γ２　はそれぞ
れロール軸、ピッチ軸、ヨー軸まわりの制御指令信号で
ある。

第８図は太陽方向角を示す図であり０図において（８）
は太陽センサヘッド、記号ｘ、、　ｙ３．　　ｚ、はセ
ンサ座標系の三つの座標軸、Ｓは太陽ベクトル。

α、βはそれぞれＸ５軸、Ｙ、軸方向の太陽方向角を表
す。第９図は従来の装置における一軸太陽センサの配置
を示す図であり９図において（９１は衛星本体を表す仮
想球、α１は一軸太陽センサ１の視野（以下視野１と称
す。）、α１１バー軸太陽センサ２の視野（以下視野２
と称す。）、［１２は一軸太陽センサ３の視野（以下視
野３と称す。）、記号Ｘ。

Ｙ、Ｚはそれぞれロール軸、ピッチ軸、ヨー軸を表す。

第１０図はモードコントローラのロジックを示す図であ
り０図において＋１３はＯＲ回路、ｆｌｕｉＶｉＮＯＴ
回路、　！１！１ｉｊＡＮＤ回Ｍ、　（ｌｅ　〜２３ｉ
ｊ第１〜第８のスイッチ（以下スイッチ１〜スイツチ８
と称す。）ｌ１２４Ｉｊ／′ｉゼロ出力回路（以下ゼロ
コマンドト称す。）。

■はパイ了ス値出力回路（以下バイアスコマンドと称す
。）、■は符号反転ゲイン、＠ハシグナルセレクタを示
す。

また２図中の記号ＳＰＩ、　　ＳＰ２．　　ＳＰ３．　
８１゜８２、　８３．　　ωＧＸ−ωＧＹ−ωＧｚ、ψ
Ｃ０θ０．ψ（＋ωｃＸ、ωｃＹ、ωＣＺｉｊ第７図と
同じものを示し。

Ｆｌ、　Ｆ２．　Ｆ３は内部フラグ、Ｓ、／２は検出角
Ｓ１と８２から作られる合成信号、ωＢａ　　バイアス
コマンドの設定するバイアス値を表す。

第１１図はレギュレータのロジックを示す図であり９図
においてｃ！８１は比例ゲイン、　ｃ９Ｈ微分ゲイン、
■はフィルタを表し、記号ψ。、０ｏ、ψ。。

ωｃＸ、ωｃＹ、ωｃｚ　ｉｌｔ第７図と同じものを示
す。

次に動作について説明する。第７図において。

−軸太陽センサ１（１１，−軸太陽センサ２（２１，−
軸太陽センサ３（３）はそれぞれ検出角Ｓｔ、　Ｓ２．
　Ｓ３及び太陽プレゼンス信号ＳＰＩ、　ＳＰ２．　Ｓ
Ｐ３　　″ｆ：検出し、レートジャイロ（４）は角速度
信号ωＧＸ、ωＧＹ。

ωＧＺを検出する、　モードコントローラ（５１Ｆｉ太
陽プレゼンス信号ＳＰ１，８Ｐ２．ＳＰ３のオン／オフ
の組合せに従って検出角１，８２．８３及び角速度信号
ωＧＸ−ωＧＹ、ωＧＺを変換・加工して、ロール軸、
ピッチ軸、ヨー軸各軸まわりの角度誤差信号ψ。、θ。

、ψ。及び角速度誤差信号ωＣＸ。

ωｃＹ、ωｃｚを発生する。これらをもとにレギュレー
タ１８１　Ｆｉ、　　ロール軸、ピッチ軸、ヨー軸各軸
まわりの匍Ｊ御指令信号ｒｘ、γＶ＋”ｚをアクチュエ
ータ（７）に対し指令する。アクチュエータ（７）はロ
ール軸、ピッチ軸、ヨー軸各軸まわりにトルクを発生す
るように取付けられており、これにより制御が実施され
る。

ここで−軸太陽センサの角度検出を第８図により説明す
る。太陽光が太陽センサヘッド（８）に真正面からあた
る時、太陽ベクトルＳＦｉセンサ座標系のｚＳ軸方向に
一致している。太陽光の方向がずれるとそれぞれＸ、軸
、Ｙ、軸方向に方向角α　βが発生する。−軸太陽セン
サ１（１）〜−軸太陽センサ３（３１ｉｊいずれも方向
角αのみ検出し、方向角βけ検出しない。検出した方向
角ασそれぞれ第１図における検出角８１．８２．８３
として出力される。

今、３つの一軸太陽センサは第９図に示すように取付け
である。図において、仮想球（９１の上に示した視野１
ａ・、視野１１１１．視野３α２が、＠−軸太陽センサ
の太陽光検出範囲に対応し、それぞれ次のように取付け
られている。即ち、視野１ａａＥｚび視野２１１１１に
おいては、Ｙ軸と２軸のなす面（以下赤道面と称す。）
に対し上下の方向が第８図における方向角αに対応し、
視野３αりにおいては、Ｙ軸とＹ軸のなす面（以下子午
面と称す）に対し左右の方向が第８図における方向角α
妬対応する。

ここで視野１　（１ＣＩと視野２（１１を合成した視野
（以下合成視野と称す。）内では赤道面上下方向の太陽
方向角を検出するため、これをあたかも一つの広角度の
一軸太陽センナの視野と見なすことができる。

従来型太陽捕捉装置はこの視野関係を利用して太陽を捕
捉する。即ち９合成視野が＋Ｘ軸から−ｘｍまで赤道面
半周以上にわたっていることを利用してＸ軸まわりに衛
星を一回転すれば、全天走査により必ず太陽を発見でき
る。

太陽を発見したら方向角αを検出して、太陽が赤道面内
に来たところで衛星の回転を止める。この状態で引続き
Ｙ＠まわりに回転すれば太陽を視野３側に捕えることが
できる。視野３（ＩＸ５内において方向角αを検出し、
太陽が子午面上に来たところでＹ軸まわりの回転を止め
、再び衛星をＸ軸まわりにまわせば、以後太陽を−Ｘ方
向に保持した状態を保つことができる。

これら一連のシーケンスは第１０図に示したロジックに
より実現される。図において、太陽プレゼンス信号ＳＰ
１．ＳＰ２．ＳＦ３が入力されると。

ＯＲ回路（１３，ＮＯＴ回路０４１．　　ＡＮＤ回路ｎ
’ｆＱ−９１内部フラグＦ１．Ｆ２．Ｆ３が設定され、
これら内部フラグの状態に応じてスイッチ１西〜スイツ
チ８のが開閉される。

まず、太陽が視野１ａ・にも視野２　（Ｉｌｌにも入っ
ていない場合、即ち太陽プレゼンス信号ＳＰ１．ＳＰ２
がともに００場合、内部フラグのうちＦｌのみが１とな
り仲の２つは０となる。この時、スイッチ１０ｅ、スイ
ッチ３ａｓ、スイッチ５■、スイッチ１ののみ閉となる
。スイッチ１側、スイッチ３αδ、スイッチ５α事が閉
じることによりゼロコマンドｃｌ！滲と接続され、これ
らの信号ラインにはゼロ値が設定される。またスイッチ
Ｔのが閉じるとバイアスコマンドのと接続され、この信
号ラインにはバイアス値ωＢが設定される。従って符号
反転ゲインのを経て得られる角度誤差信号ψ。、σ。、
ψ。及び角速度誤差信号ωｃＸ、ωＣＹ−ωＣＺは第１
０式のようになる。

ａち、　　レギュレータ＋６１　ｉＣ［Ｘ軸まわりの回
転制御が指示される。

次に太陽が視野Ｉ　Ｑ（ｌ又は視野２（Ｉｌｌに入り、
視野３Ｑ３には入っていない場合、即ち太陽プレゼンス
信号のうちＳＰｌとＳＦ３が１．ＳＦ３が０の場合は。

内部フラグのうちＦ２のみが１となり他の２つけ０とな
る。このとき、スイッチ２＋１７１．スイッチ３旺、ス
イッチ５■、スイッチ８Ｇが閉となる。、信号ラインは
、スイッチ２ａ９が閉じるとシグナルセレクタいに、ス
イッチ３ａδ及びスイッチ５１２１が閉シルト、ゼロコ
マンド東に、スイッチ８のが閉じるとバイアスコマンド
のにそれぞれ接続される。

ここにシグナルセレクタ面は視野１０υ、視野２＋Ｉ１
１のいずれに太陽が入っているかに応じて第（２１式の
ように信号を選択する。

従って角度誤差信号ψ。、θ０．ψ０及び角速度誤差信
号ωｃＸ、ωｃＹ、ωｃｚは第（３）式のようになる。

即ち、レギュレータ（６）にはｘｍ及び２軸まわりの回
転角を一定に保持しつつ、　　Ｙｉｌｌｌｌまわりの回
転？ｆｉｌｌ　’ａ　ｅ行うよう指示がなされる。

最後に太陽が視野２ｆｉｌｌ及び視野３α２に入った場
合、即ち太陽プレゼンス信号のうちＳＦ３とＳＦ３が１
の場合は、内部フラグのうちＦ３のみが１となり他の２
つはＯとなる。このとき、スイッチＩＧ。

スイッチ４＋１９．スイッチ６（２１１，スイッチ７１
２２が閉となる。信号ラインはスイッチ１０ｅが閉じる
とゼロコマンドｃ！４１に、スイッチ４　（１９が閉じ
ると検出角Ｓ３に、スイッチ６１２＋１が閉じるとシグ
ナルセレクタ面に、スイッチ７■が閉じるとバイアスコ
マンドらにそれぞれ接続される。従って角度誤差信号ψ
Ｃ１θＣ０ψ。及び角速度誤差信号ωＣＸ、　ωＣＹ。

ωｃｚは第（４１式のようになる。

即ち、レギュレータ（６）にはＹ＠、Ｚ＠回転角を一定
に保持しつつ、Ｘ軸まわりの回転制御を行うよう指示が
なされる。

なお、レギュレータ（４）の一般的な動作は第１１図に
より次のように説明され、ｎＤ′Ｇ）、比例ゲイン□□
□により角度誤差信号ψ。、θ。、ψ。を、微分ゲイン
■により角速度誤差信号ωＣＸ−ωｃｙ、　ωＣＺをそ
れぞれ増幅し、フィルタ■にて位相−整を行って制御指
令信号γ８．γ７．γ２を得る。これをアクチュエータ
（７）へ入力し、制御トルクを発生させる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の太陽捕捉姿勢制御装置は複数の一軸太陽センサを
用いて広範な視野を確保しているため。

ミッション機器等、他の衛星搭載機器の視野及び配置に
匍」約を生じ、またコンポーネントの個数が多いことか
らコスト的にも高いという課題があった。

この発明は上記のような課＠を解消するためにな啓れた
もので、他の衛星搭載機器の視野及び配置に対する制約
が少なく、かつ簡潔な構成でコスト的にも安い太陽捕捉
姿勢制御装置を得ること全目的とする。

〔課題を解決するための手段〕この発明に係る太陽捕捉姿勢制御装置は、単一の二軸検
出型太陽センサを用い、さらにその視野の幾伺学的形状
を最大限活用して太陽捕捉動作を行うことにより、全体
としてコンポーネントの個数及び視野面積を必要最小限
に抑えたものである。

また、太陽が視野にいったん入った後再び視野から外れ
た場合は、角度推定器を用いることにより。

小さな視野面積下において姿勢保持能力を高めたもので
ある。

〔作用〕

この発明における太陽捕捉姿勢制御；装置は、単一の二
軸検出型太陽センサを用いて、複数回衛星を回転させる
ことにより全天走査し、太陽を発見・捕捉する。さらに
いったん捕捉した太陽が再び視野から外れた場合には、
角度推定器により角度を推定し、もとの姿勢状態にゅ帰
する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図は構ｌ１ｉ１２ヲ示す図であり９図においてＧＩ
ＩＦｉ二軸検出型太陽センサ（以下二軸太陽センサと称
す。）、■は座標変換器、（至）は角度推定器、　＋４
１゜＋５１．　＋６１．　＋７１は第７図と同じである
。また記号ｓｐは太陽プレゼンス信号、　　Ｓａ、　　
Ｓａはいずれも検出角を表し、　　ｓｙ、　　ｓｚは座
標変換後の太陽角　（以下等価太陽角と称す、　　）、
　　Ｓｙ、　　５ｚｉｒ角度推定器の出力する角度推定
信号（以下推定角と称す。）。

ωＧＸ、ωＧｙ、　　ωＧＺ、　　ψＣ９θＣ１ψＣ１
ωｃｘ。

ωＣＹ、　　ωＣＺ、　　γ８．γＹ、γ２は第７図と
同じである。

第２図は二軸太陽センサの取付方向を示す図であり９図
（ａｌは見取図２図（ｂａｄセンサ視野方向からの正面
図である。図において（９）は第９図と同じ。

（至）け二軸太陽センサの視野（以下視野と称す。うで
あり、記号Ａ、　　Ｂは検出方向最大視野角（以下検出
視野角と称す。）、ＡＡ、ＢＢは対角方向最大視野角（
以下対角視野角と称す。）を表し、Ｘ。

ｙ、　　ｚｔ′ｉ第９図と同じである。

第３図は２回転動作による天球走査範囲を示す図で２図
ｆａｌが１回目２図（ｂｌが２回目の回転を表す。

図において（９）は第９図と同じ、■は回転により視野
が天球を走査する範囲（以下回転視野と称す、、）であ
り、記号ｘ、　ｙ、　　ｚ及びＡＡ、　　ＢＢｔｊ　第
２図と同じである。第４図は座標変換器のロジックを示
す図であり、■は加算部、頷は減算部、■はゲインを示
す。また記号ＳｃＬ、ｓβ、　　Ｓｒ、　　Ｓ、は第１
図と同じである。第５図は角度推定器のロジッりを示す
図であり、（至）は積分器、（４Ｇは積分器をリセット
するスイッチ（以下リセットスイッチと称す。）、１号
ＳＦは太陽既発見信号、ＳＳは太陽探索信号、ＳＬは太
陽喪失信号、ＳＰ、Ｓｙ、Ｓｚ。

ωＧＹＩωＧＺ、Ｓｙ、ＳＺは第１図と同じである。

第６図はモードコントローラのロジックを示す図であり
２図において０４．αＳ、　ａ４＋、■、■は第１０図
と同じであり、Ｉ３ｇは第５図と同じ、　１４＋１Ｆｉ
リレー１４２ｄ立上り検出器、　Ｋ３は比較器、　１４
４＋　〜（５２）はスイッチＡ〜スイッチＩである。１
号ＦＹ、ＦＺは内部フラグ、百は積分動作を表し、　　
ＳＰ、　　８ｙ、　　Ｓｚ。

Ｓｙ、　　ＳＺ＃　　”ＧＸＩ　　”ＧＹＩ　　”ＧＺ
ｔ　　ψＣ１θＣｔ　　ψ（＋ωＣＸ、　　ωｃＹ、ω
ｃｚｈ第１図と同じ、ωＢは第１０図と同じである。

次に動作について説明する。第１図において。

二軸太陽センサＣ１ＩＩは太陽プレゼンス信号ＢＰ及び
検出角Ｓａ、Ｓβを検出し、座標、変換器ａＺＦｉ　　
検出角Ｓａ、　　Ｓβを等価太陽角ｓｙ、　　ｓｚに変
換する。

また、レートジャイロ（４）は、・角速度信号ωＧＸ。

ωＧＹ、ωＧＺを検出し、角度推定器Ｑ３は太陽プレゼ
ンス信号ＳＰ１等価太陽角Ｓｙ、　　Ｓｚ及び角速度信
号ωＧＹ、　　ωＧＺをもとに推定角Ｓｙ、　　Ｓｚを
計算スル。モードコントローラ（５）はこれらの入力信
号をもとに状態を判定し、角度誤差信号ψ。、θ。。

ψ。及び角速度誤差信号ωｃＸ、ω（ＩＹ、　　ωＣＺ
　を切換える。レギュレータ（６）及びアクチュエータ
（７１の動作は第１図と全く同様である。

第２図に示すように、二軸太陽センサ（３１１は視野［
有］が−Ｘ方向を中心とする方向に取付ける。ここに二
軸太陽センサ（ｉｌ＋は第７図における方向角αとβの
双方を検出するものである。ここでは第２図（ｂｌにお
いて子午面を右に４５度倒した面に対し上下方向に方向
角αを、赤道面を右に４５度倒した面に対し上下方向に
方向角βを検出するよう取付けるものとする。この時方
向角α、βに対応する検出視野角がＡ及びＢであり、視
野対角方向に創った対角視野角がＡＡ及びＢＢである。

視野＠の形状を正方形とみなせば対角視野角ＡＡ及びＢ
Ｂは検出視野角Ａ及びＢのｖ”Ｔ倍である。

この配置においてＹ軸まわりに一回転したときに視野が
天球上を走査する範囲が、第３図（ａｌに示す回転視野
（ト）である。第３図（ｂｌは引続き２軸まわりに一回
転したときの回転視野である。この２回の回転で全天を
走査するためには制御誤差等を考慮すると対角視野角Ａ
Ａ及びＢＢは６０度程度必要である。既存の二軸太陽セ
ンサは検出視野角４５度程度、対角視野角６０度程度を
有するので、これに適合する。従って、既存のセンサを
使って。

上記方式による太陽捕捉を行うことは可能である。

座標変換器０３では、第４図に示すように加算部町減算
部−，ゲイン（至）により、Ｓ出角Ｓａ、Ｓβから等価
太陽角ｓｙ、　ｓｚが計算される。その関係は次の第（
５１式で表される。

角度推定益田では第５図に示すように太陽プレゼンス信
号ＳＰが検出状態の時に積分器Ｃ３１はリセットスイッ
チ（４Ｇが閉じることＫよりリセットされ。

初期値として等価太陽角ｓｙ、　　ｓｚＯ値が設定され
る。太陽プレゼンス信号が非検出状態となり、リセット
スイッチ（４Ｇが開くと、積分器Ｇ！１は積分を開始し
、角速度信号ωＧＹ、　　ωＧＹを積分して推定角Ｓｙ
、５ｚｆｉｉｆ算する。

第６図は第３図を利用して太陽捕捉するためのモードコ
ントローラのロジックである。図のロジックにおいて太
陽の検出状態は太陽プレゼンス信号ｓｐにより識別され
る。

また、太Ｍを検出した経験の有無は、太陽既発見信号Ｓ
Ｆにより識別される。即ち、太陽プレゼンス信号ＳＰが
一度でも１になるとリレー卿はこれをラッチし、以後太
陽既発見信号ＳＦは１のまま保持窟れる。

太陽が非検出状態の場合、即ち太陽プレゼンス信号ｓｐ
が０の場合、太陽既発見信号ＳＦの状態によりさらに次
の２つの場合に分けられる。まず。

太陽発見信号５Ｆ５ｊＯの場合は太陽探索信号ＳＳが１
となる。これは未だ太陽を検出したことがなく、太陽を
探索中のロジック状態にあることを意味する。次に太陽
発見信号が１の場合は太陽喪失信号ＳＬが１となる。こ
れはいったん検出した太陽を視舒から失い９元の状態へ
の回彷中にあることを意味する。

以下では太陽探索中、太陽検出中、太陽喪失中の順にロ
ジックの切換動作を説明する。

最初に太陽探索中の場合について説明する。

太陽探索フラグが１になると立上り検出器ＵＸ５はその
立上りを検出して、積分器（至）を０にリセットし、以
後積分器＠はピッチ軸まわりの角速度信号ωＧＹ′ｔ−
積分し９回転角をカウントする。　このカウント値が３
６０度に達したかどうか比較器１４３　にて判定する。

３６０度に達しないうちは比較器η３は０１！−出し続
け、内部フラグはＦＹが１．Ｆｚ　　が０となる。この
場合スイッチＡｆ４４１．スイッチｏ（４ｎ。

スイッチＨ（５１）が閉となる。信号ラインはスイッチ
ＡＧ１４１．スイッチＤｉ４７１が閉じるとゼロコマン
ドＱ４に、スイ゛ツチＨ（５１）が閉じるとバイアスコ
マンド５に接続される。従ってこの時の角度誤差信号ψ
Ｃ１θ０．ψ０及び角速度誤差信号ωα、ωｃｙ。

ωｃｚｌｄ第（６）式で与えられる。

即ち、レギュレータ（６）にはＹ軸まわりの回転制御が
指示される。

太陽プレゼンス信号ＳＰがＯのまま、積分器（至）Ｋよ
るピッチ軸まわりの回転角カウント値が３６０度に達す
ると、比較器卿は１を出力し、内部フラグはＦＹがＯ，
Ｆｚが１となる。この場合スイッチＡｆ４４１．スイッ
チＤ（４？′ｌ、スイッチＩ　（５２）が閉となる。信
号ラインはスイッチＡＫ４１．　　スイッチＤＫ７１が
閉じるとゼロコマンド（２）に、スイッチＩ　（５２）
が［るとバイアスコマンド■に接続される。

従って、この時の角度誤差信号ψＣ２θＣ２ψＣ及び角
速度誤差信号ωＣＸ、　　ωｃｙｔ　　ωＣＺは第（７
）式％式％即ち、レギュレータ（６）には２軸まわりの回転制御が
指示される。

次に太陽検出中の場合について説明する。

前述のように、Ｙ軸回転及び２軸回転により必ず全天球
が走査されるから、これらのいずれかの動作の最中に太
陽プレゼンス信号ＳＰが１になる。

その場合、内部フラグはＦＹ、　　Ｆ’ＺともＯとなシ
。

太陽プレゼンス信号ＳＰによりスイッチＢｔ４５．スイ
ッチ１１１ｇ、スイッチＧωが閉となる。信号ラインは
スイッチＢ１４９が閉じると等価太陽角ＳＹスイッチＥ
ｆ４１６が閉じると等価太陽角Ｓｚ、スイッチＧωが閉
じるとバイアスコマンド■にそれぞれ接続される。従っ
て角度誤差信号ψ。、θ０．ψ０及び角速度誤差信号ω
ＣＸ、　　ωｃＹ、ωＣＺは第（８）式で与えら即ち、
レギュレータ（６）にはＹ軸、２軸まわりの回転角を保
持するとともに、Ｙ軸まわりの回転制御を行うよう指示
がなされる。

最後に太陽喪失時の場合について説明する。この場合は
太陽喪失信号ＳＬが１となり、スイッチｃｎｓｉ、スイ
ッチＦ静、スイッチＧ＆Ｉが閉となる。

信号ラインはスイッチｃ１４ｅが閉じると推定角ＳＹ。

スイッチＦ１４９が閉じると推定角Ｓｚ、スイッチＧω
が閉じるとバイアスコマンド四にそれぞれ接続される。

従って角度誤差信号ψ。、θ。、ψＣ及び角速度誤差信
号ωｃＸ、ωｃｙｅ　　ωＣＺは第（９１式で与えられ
る。

ここに推定角ＳＹ及び５ｚｉｊ、　＠述のように太陽検
出中の等価太陽角ａｙ、　　ｓｚｖ初期値として、角速
度信号ωＧＹ、　　ωＧＺを積分して求めたものであり
。

太陽が見えない状態において９等価太陽角ＳＹ。

Ｓｚの代替信号として用いられるものである。即ち、こ
のときレギュレータ（６１にＦｉｙ軸、２軸まわりの回
転角保持及びＸ軸まわりの回転制御が指示され、このよ
うな制御の結果、衛星は太陽検出中の姿勢状態を回りし
、保持することになる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば二軸太陽センサの複数
回回転により全天走査を行うようにしたので、搭載機器
の視野・配置の制限を軽くシ、かつ簡潔で低コストの装
置を得る効果がある。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一実施例による太陽捕捉制御袋Ｍｔ
−示す構成図、第２図はこの発明の一実施例における二
軸太陽センサの取付方向を示す図。第３図はこの発明の一実施例における回転動作による天
球走査範囲を示す図、第４図は座標変換器のロジックを
示す図、第５図は角度推定器のロジックを示す図、第６
図はこの発明の一実施例におけるモードコントローラの
ロジックを示す図、第７図は従来装置の構５３２ヲ示す
図、第８図は太陽方向角を示す図、第９図は従来装置に
おける一軸太陽センサの配置を示す図、第１０図は従来
装置にオケルモードコントローラのロジックを示す図。第１１図はレギュレータのロジックを示す図であり、（
１）は−軸太陽センサ１．＋２１ｑ−軸太陽センサ２、
＋３１ｆｌ−軸太陽センサ３．（４）はレートジャイロ
。＋５１　ｉｊモードコントローラ、（６１はレギュレー
タ、（７）はアクチュエータ、（８）は太陽センサヘッ
ド、　＋９１ｔｌ仮想球、ａαは視野１．α１１は視野
２．（１３は視野３゜αりはＯＲ回路、　Ｑ４１はＮＯ
Ｔ回路、　ｉｓはＡＮＤ回路。ｆｉｅはスイッチ１．いはスイッチ２．ｎＩＩＦｉスイ
ッチ３、ａ９はスイッチ４．■はスイッチ５．Ｃｌ１ｌ
はスイッチ６、■はスイッチＴ、■はスイッチ８，１２
４＋はゼロコマンド、　ｃｉｓａバイアスコマンド、■
は符号反転ゲイン、＠はシグナルセレクタ、ωは比例ゲ
イン、■は微分ゲイン、■はフィルタ、Ｇυは二軸太陽
センサ、■は座標変換器、（至）は角度推定器。 ■は視野、（至）は回転視野、■は加算部、　Ｇｅ＋は
減算部、（至）はゲイン、（至）は積分器、（４ｏｈリ
セツトスイツチ、　ＦＡＤはリレー、　＋４Ｘ５は立上
り検出器、【３は比較器、（４４はスイッチＡ、１４！
ｉＦｉスイッチＢ、−はスイッチＣ，＋４７１はスイッ
チＤ、ｆ４１ＧはスイッチＥ、何９はスイッチＦ、ωは
スイッチＧ、　　（５１）　ｄスイッチＨ２（５２）は
スイッチｌを表す。なお２図中同一あるいは相当部分には同一符号を付して
示しである。第２図（ａ）

Claims

【特許請求の範囲】

人工衛星等の飛しよう体に搭載され、姿勢を保持あるい
は変更するための姿勢制御装置において、単一の二軸検
出型太陽センサと、この太陽センサの検出角を衛星座標
系に変換する座標変換器、三軸検出型角速度センサ、太
陽センサの検出角と角速度センサの検出信号より角度を
推定する角度推定器、これらセンサ信号及び推定信号を
姿勢状態に応じて自動的に切換えるモードコントローラ
、このモードコントローラにより切換えられたセンサ信
号をもとに制御指令信号を発生するレギュレータ、この
レギュレータの制御指令信号に追従して制御トルクを発
生するアクチュエータにより構成され、任意の初期姿勢
状態から太陽を捕捉することを特徴とする太陽捕捉姿勢
制御装置。