JPH02274697A - 宇宙航行体の姿勢制御装置 - Google Patents
宇宙航行体の姿勢制御装置Info
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- JPH02274697A JPH02274697A JP1094879A JP9487989A JPH02274697A JP H02274697 A JPH02274697 A JP H02274697A JP 1094879 A JP1094879 A JP 1094879A JP 9487989 A JP9487989 A JP 9487989A JP H02274697 A JPH02274697 A JP H02274697A
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- Japan
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- attitude
- control system
- attitude control
- antenna
- position control
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
- B64G1/36—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control using sensors, e.g. sun-sensors, horizon sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
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- B64G1/00—Cosmonautic vehicles
- B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
- B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
- B64G1/244—Spacecraft control systems
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業の利用分野)
この発明は、例えば人工衛星等の宇宙航行体の姿勢を制
御する宇宙航行体の姿勢制御装置に関する。
御する宇宙航行体の姿勢制御装置に関する。
(従来の技術)
一般に、人工衛星においては、第2図に示すように搭載
機器として、例えば時間的に変化する基僧に対して指向
をする必要のあるアンテナ1が搭載されるような場合、
衛星本体2の姿勢制御と共に、そのアンテナ1の姿勢を
制御することにより、姿勢の安定化が図られている。
機器として、例えば時間的に変化する基僧に対して指向
をする必要のあるアンテナ1が搭載されるような場合、
衛星本体2の姿勢制御と共に、そのアンテナ1の姿勢を
制御することにより、姿勢の安定化が図られている。
第3図はこのような人工衛星に用いられる従来の姿勢制
御装置を示すもので、衛星本体2の姿勢を制御する第1
の姿勢制御系3、搭載機器、例えばアンテナ1の姿勢を
制御する第2の姿勢制御系4て形成される。すなわち、
第1の姿勢制御系3は、例えば地球センサ3aで、その
姿勢誤差角θBを検出し、この姿勢誤差角θBより閉ル
ープ信号処理回路3bでホイール駆動信号Hwcを生成
して姿勢制御用ホイール3Cを駆動制御することにより
、衛星本体2の姿勢を制御する。
御装置を示すもので、衛星本体2の姿勢を制御する第1
の姿勢制御系3、搭載機器、例えばアンテナ1の姿勢を
制御する第2の姿勢制御系4て形成される。すなわち、
第1の姿勢制御系3は、例えば地球センサ3aで、その
姿勢誤差角θBを検出し、この姿勢誤差角θBより閉ル
ープ信号処理回路3bでホイール駆動信号Hwcを生成
して姿勢制御用ホイール3Cを駆動制御することにより
、衛星本体2の姿勢を制御する。
他方、第2の姿勢制御系4は、RFセンサ4aで、図示
しない目標体からの電波を検出してアンテナ指向基準軸
XAOからのアンテナボアサイト軸XAのずれ量である
アンテナ指向誤差角θ6を求め、このアンテナ指向誤差
角θ8より閉ループ信号処理部4bでアンテナ駆動信号
WA1Mを生成してアンテナ駆動機構4Cを駆動制御す
ることにより、アンテナ1の姿勢を制御する。
しない目標体からの電波を検出してアンテナ指向基準軸
XAOからのアンテナボアサイト軸XAのずれ量である
アンテナ指向誤差角θ6を求め、このアンテナ指向誤差
角θ8より閉ループ信号処理部4bでアンテナ駆動信号
WA1Mを生成してアンテナ駆動機構4Cを駆動制御す
ることにより、アンテナ1の姿勢を制御する。
また、第3図において、T8は外乱トルク、Sはラプラ
ス演算子、■は全体慣性能率である。
ス演算子、■は全体慣性能率である。
ところが、上記姿勢制御装置では、その構成上、第1の
姿勢制御系3と第2の姿勢制御系4とのダイナミククス
部5に第1の姿勢制御系3から第2の姿勢制御系4への
力学的影響を及ぼす力・ノブリング項5a及び第2の姿
勢制御系4から第1の姿勢制御系3への力学的影響を及
ぼすカップリング項5bが存在するために、カップリン
グ項5 a +5bの干渉を防止するように、これら第
1及び第2の姿勢制御系3.4の制御帯域間隔を十分に
採って設計しなければならないという問題ををしていた
。これによれば、例えば近年の人工衛星の大型化にとも
なう大型のアンテナを搭載した場合には、その第2の姿
勢制御系4に設けるアンテナ駆動機構4Cを大型にする
等の手段を講じなければ、カップリング項5a、5bの
干渉を確実に防止することが困難となるために、重量の
増加と共に、消費電力の増加を招くという欠点がある。
姿勢制御系3と第2の姿勢制御系4とのダイナミククス
部5に第1の姿勢制御系3から第2の姿勢制御系4への
力学的影響を及ぼす力・ノブリング項5a及び第2の姿
勢制御系4から第1の姿勢制御系3への力学的影響を及
ぼすカップリング項5bが存在するために、カップリン
グ項5 a +5bの干渉を防止するように、これら第
1及び第2の姿勢制御系3.4の制御帯域間隔を十分に
採って設計しなければならないという問題ををしていた
。これによれば、例えば近年の人工衛星の大型化にとも
なう大型のアンテナを搭載した場合には、その第2の姿
勢制御系4に設けるアンテナ駆動機構4Cを大型にする
等の手段を講じなければ、カップリング項5a、5bの
干渉を確実に防止することが困難となるために、重量の
増加と共に、消費電力の増加を招くという欠点がある。
このように、従来の姿勢制御装置にあっては、第1及び
第2の姿勢制御系3,4の制御干渉を防止するために特
別な手段を:カじなければならないため、その設計製作
が非常に面倒で、アンテナの大型化を図ることが困難で
あるという問題を有していた。
第2の姿勢制御系3,4の制御干渉を防止するために特
別な手段を:カじなければならないため、その設計製作
が非常に面倒で、アンテナの大型化を図ることが困難で
あるという問題を有していた。
(発明が解決ようとする課題)
以上述べたように、従来の姿勢制御装置では、その設計
製作が非常に面倒で、搭載機器の大型化が困難であると
いう問題を有していた。
製作が非常に面倒で、搭載機器の大型化が困難であると
いう問題を有していた。
この発明は上記の事情に鑑みて成されたもので、簡易な
構成で、制御干渉を確実に防止し得るようにして、設計
製作性の簡略化を図り、可及的に搭載機器の大型化を図
り得るようにした宇宙航行体の姿勢制御装置を提供する
ことを目的とする[発明の構成] (課題を解決しようとする手段) この発明は、宇宙航行体の姿勢を制御する第1の姿勢制
御系と、前記宇宙航行体に搭載された搭載機器の姿勢を
制御する第2の姿勢制御系とを備えてなる宇宙航行体の
姿勢制御装置において、前記宇宙航行体の姿勢角情報と
前記搭載機器の指向目標推定量より姿勢誤差角を求めて
、この姿勢誤差角を基に前記第1の姿勢制御系から前記
第2の姿勢制御系への力学的影響を補償する第1の補償
手段と、この第1の補償手段による補償時に生じる前記
第2の姿勢制御系から前記第1の姿勢制御系への力学的
影響を前記姿勢誤差角を基に補償する第2の補償手段と
を備えて構成したものである。
構成で、制御干渉を確実に防止し得るようにして、設計
製作性の簡略化を図り、可及的に搭載機器の大型化を図
り得るようにした宇宙航行体の姿勢制御装置を提供する
ことを目的とする[発明の構成] (課題を解決しようとする手段) この発明は、宇宙航行体の姿勢を制御する第1の姿勢制
御系と、前記宇宙航行体に搭載された搭載機器の姿勢を
制御する第2の姿勢制御系とを備えてなる宇宙航行体の
姿勢制御装置において、前記宇宙航行体の姿勢角情報と
前記搭載機器の指向目標推定量より姿勢誤差角を求めて
、この姿勢誤差角を基に前記第1の姿勢制御系から前記
第2の姿勢制御系への力学的影響を補償する第1の補償
手段と、この第1の補償手段による補償時に生じる前記
第2の姿勢制御系から前記第1の姿勢制御系への力学的
影響を前記姿勢誤差角を基に補償する第2の補償手段と
を備えて構成したものである。
(作用)
上記構成によれば、第1及び第2の姿勢制御系はtr+
互間の力学的影響が第1及び第2の補償手段により補償
されることにより、その制御干渉が確実に防止される。
互間の力学的影響が第1及び第2の補償手段により補償
されることにより、その制御干渉が確実に防止される。
従って、従来のように、第1及び第2の姿勢制御系の制
御帯域間隔を十分に採ることなく、制御系間の制御干渉
を確実に防止できることにより、可及的に設計製作の簡
略化が図れ、搭載機器の大型化を簡便に実現できる。
御帯域間隔を十分に採ることなく、制御系間の制御干渉
を確実に防止できることにより、可及的に設計製作の簡
略化が図れ、搭載機器の大型化を簡便に実現できる。
(実施例)
以−ド、この発明の実施例について、図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
第1図はこの発明の一実施例に係る宇宙航行体の姿勢制
御装置を示すもので1、前記衛星本体2(第2図参照)
の姿勢を制御する第1の姿勢制御系10、搭載機器、例
えば前記アンテナ1(第2図参照)の姿勢を制御する第
2の姿勢制御系20で形成される。
御装置を示すもので1、前記衛星本体2(第2図参照)
の姿勢を制御する第1の姿勢制御系10、搭載機器、例
えば前記アンテナ1(第2図参照)の姿勢を制御する第
2の姿勢制御系20で形成される。
すなわち、第1の姿勢制御系10は、例えば地球センサ
11で、その姿勢誤差角θBを検出し、この姿勢誤差角
θBより閉ループ信号処理回路12で駆動信号を生成す
る。そして、この駆動信号は加算器13の一方の入力端
に人力される。加算器13は、その他方の入力端に後述
するアンテナ等価慣性能率IAの推定値IAが人力され
、これらの値を加算してダイナミクス部30における第
2の姿勢制御系20から第1の姿勢制御系10への力学
的影響であるカップリング類lA31を補償したホイー
ル駆動信号Hw。を生成して、姿勢制御用ホイール14
を駆動制御し、衛星本体2の姿勢を制御する。
11で、その姿勢誤差角θBを検出し、この姿勢誤差角
θBより閉ループ信号処理回路12で駆動信号を生成す
る。そして、この駆動信号は加算器13の一方の入力端
に人力される。加算器13は、その他方の入力端に後述
するアンテナ等価慣性能率IAの推定値IAが人力され
、これらの値を加算してダイナミクス部30における第
2の姿勢制御系20から第1の姿勢制御系10への力学
的影響であるカップリング類lA31を補償したホイー
ル駆動信号Hw。を生成して、姿勢制御用ホイール14
を駆動制御し、衛星本体2の姿勢を制御する。
他方、第2の姿勢制御系20は、RFセンサ21て、図
示しない目標体からの電波を検出してアンテナ指向基準
軸XAOからのアンテナボアサイト輔XAのずれ−であ
るアンテナ指向誤差角θ8を求め、このアンテナ指向誤
差角θ8を閉ループ信号処理部22に出力する。閉ルー
プ信号処理部22は入力したアンテナ指向誤差角θ9に
対応した駆動信号が生成して第1の減算器23の一方の
入力端に出力する。第1の減算器23は、その他方の入
力端に本体姿勢誤差角補償部24の出力端が接続されて
おり、この本体姿勢誤差角補償部24で後述するように
求めた補償信号θR[LPを駆動信号から減算して上記
ダイナミクス部30における第1の姿勢制御系10から
第2の姿勢制御系20への力学的影響であるカップリン
グ類32を補償したアンテナ駆動信号WAPMを生成し
、アンテナ駆動機構25を駆動制御して、アンテナ1の
姿勢を制御する。
示しない目標体からの電波を検出してアンテナ指向基準
軸XAOからのアンテナボアサイト輔XAのずれ−であ
るアンテナ指向誤差角θ8を求め、このアンテナ指向誤
差角θ8を閉ループ信号処理部22に出力する。閉ルー
プ信号処理部22は入力したアンテナ指向誤差角θ9に
対応した駆動信号が生成して第1の減算器23の一方の
入力端に出力する。第1の減算器23は、その他方の入
力端に本体姿勢誤差角補償部24の出力端が接続されて
おり、この本体姿勢誤差角補償部24で後述するように
求めた補償信号θR[LPを駆動信号から減算して上記
ダイナミクス部30における第1の姿勢制御系10から
第2の姿勢制御系20への力学的影響であるカップリン
グ類32を補償したアンテナ駆動信号WAPMを生成し
、アンテナ駆動機構25を駆動制御して、アンテナ1の
姿勢を制御する。
上記本体姿勢誤差角補償部24は第2の減算器26の出
力端が接続される。第2の減算器26は、一方の入力端
に地球センサ11で検出した人工衛星の姿勢角情報が入
力され、その他方の入力端にはアンテナ指向目漂角推定
部27からのアンテナ指向目標角推定値θREFが入力
されており、これらを減算して本体姿勢誤差角補償部2
4に出力する。本体姿勢誤差角補償部24は人力信号よ
り補償信号θAPMを生成し、上記第1の減算器23と
共に、補償部28に出力する。この補償部は入力した補
償信号θREPに上記アンテナ等価慣性能率■への推′
定値IAを乗じて、上記加算器13の他方の入力端に出
力する。
力端が接続される。第2の減算器26は、一方の入力端
に地球センサ11で検出した人工衛星の姿勢角情報が入
力され、その他方の入力端にはアンテナ指向目漂角推定
部27からのアンテナ指向目標角推定値θREFが入力
されており、これらを減算して本体姿勢誤差角補償部2
4に出力する。本体姿勢誤差角補償部24は人力信号よ
り補償信号θAPMを生成し、上記第1の減算器23と
共に、補償部28に出力する。この補償部は入力した補
償信号θREPに上記アンテナ等価慣性能率■への推′
定値IAを乗じて、上記加算器13の他方の入力端に出
力する。
なお、推定1直IAはアンテナの質量特性及びアンテナ
駆動角θAPMより求められる。
駆動角θAPMより求められる。
また、第1図において、TF、は外乱トルク、Sはラプ
ラス演算子、Iは全体慣性能率である。
ラス演算子、Iは全体慣性能率である。
このように、上記宇宙航行体の姿勢制御装置は衛す本体
1の姿勢角情報と、アンテナ指向目標角推定値を基に第
1及び第2の姿勢制御系1020のダイナミグス部30
に発生する力学的影響となるカップリング類31.32
を補償する補償(,3号を求め、第1及び第2の姿勢制
御系10゜20相互間の制御干渉を防止するように+1
.i成したことにより、従来のように、第1及び第2の
姿勢制御系10.20の制御帯域間隔を十分に採る等を
考慮することなく、相互間の制御干渉の防止が図れるた
めに、設5]製作性の簡略化が図れ、アンテナの大型化
が簡便に実現できる。
1の姿勢角情報と、アンテナ指向目標角推定値を基に第
1及び第2の姿勢制御系1020のダイナミグス部30
に発生する力学的影響となるカップリング類31.32
を補償する補償(,3号を求め、第1及び第2の姿勢制
御系10゜20相互間の制御干渉を防止するように+1
.i成したことにより、従来のように、第1及び第2の
姿勢制御系10.20の制御帯域間隔を十分に採る等を
考慮することなく、相互間の制御干渉の防止が図れるた
めに、設5]製作性の簡略化が図れ、アンテナの大型化
が簡便に実現できる。
なお、上記実施例では搭載機器として、アンテナ1を用
いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく、
例えば姿勢制御の要求される太陽電池バドル等を用いて
構成することも可能である。
いて構成した場合で説明したが、これに限ることなく、
例えば姿勢制御の要求される太陽電池バドル等を用いて
構成することも可能である。
よって、この発明は上記実施例に限ることなく、その他
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施
し得ることは勿論のことである。
、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施
し得ることは勿論のことである。
[発明の効果]
以上詳述しように、この発明によれば、簡易な構成で、
制御干渉を確実に防止し得るようにして、設計製作性の
簡略化を図り、可及的に搭載機器の大型化を図り得るよ
うにした宇宙航行体の姿勢制御装置を提供することがで
きる。
制御干渉を確実に防止し得るようにして、設計製作性の
簡略化を図り、可及的に搭載機器の大型化を図り得るよ
うにした宇宙航行体の姿勢制御装置を提供することがで
きる。
第1図はこの発明の一実施例に係る宇宙航行体の姿勢制
御装置を示すブロック図、第2図はこの発明の適用され
る人工衛星を示す図、第3図は従来の宇宙航行体の姿勢
制御装置を示すブロック図である。 1・・・アンテナ、2・・・衛生本体、10.20・・
・第1及び第2の姿勢制御系、11・・・地球センサ、
12・・・閉ループ信号処理部、13・・・加算器、1
4・・・ホイール、21・・・RFセンサ、22・・・
閉ループ信号処理部、23.26・・・第1及び第2の
減算器、24・・・本体姿勢誤差角補償部、25・・・
アンテナ駆動機構、27・・・アンテナ指向目標角推定
部、30・・・ダイナミクス部、21.32・・・カッ
プリング類。
御装置を示すブロック図、第2図はこの発明の適用され
る人工衛星を示す図、第3図は従来の宇宙航行体の姿勢
制御装置を示すブロック図である。 1・・・アンテナ、2・・・衛生本体、10.20・・
・第1及び第2の姿勢制御系、11・・・地球センサ、
12・・・閉ループ信号処理部、13・・・加算器、1
4・・・ホイール、21・・・RFセンサ、22・・・
閉ループ信号処理部、23.26・・・第1及び第2の
減算器、24・・・本体姿勢誤差角補償部、25・・・
アンテナ駆動機構、27・・・アンテナ指向目標角推定
部、30・・・ダイナミクス部、21.32・・・カッ
プリング類。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 宇宙航行体の姿勢を制御する第1の姿勢制御系と、前記
宇宙航行体に搭載された搭載機器の姿勢を制御する第2
の姿勢制御系とを備えてなる宇宙航行体の姿勢制御装置
において、 前記宇宙航行体の姿勢角情報と前記搭載機器の指向目標
推定量より姿勢誤差角を求めて、この姿勢誤差角を基に
前記第1の姿勢制御系から前記第2の姿勢制御系への力
学的影響を補償する第1の補償手段と、 この第1の補償手段による補償時に生じる前記第2の姿
勢制御系から前記第1の姿勢制御系への力学的影響を前
記姿勢誤差角を基に補償する第2の補償手段とを具備し
たことを特徴とする宇宙航行体の姿勢制御装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1094879A JPH02274697A (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 宇宙航行体の姿勢制御装置 |
US07/507,467 US5062592A (en) | 1989-04-14 | 1990-04-11 | Orientation control apparatus for space vehicle |
FR9004835A FR2647238B1 (fr) | 1989-04-14 | 1990-04-13 | Dispositif de commande d'orientation pour un vehicule spatial |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1094879A JPH02274697A (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 宇宙航行体の姿勢制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02274697A true JPH02274697A (ja) | 1990-11-08 |
Family
ID=14122339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1094879A Pending JPH02274697A (ja) | 1989-04-14 | 1989-04-14 | 宇宙航行体の姿勢制御装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5062592A (ja) |
JP (1) | JPH02274697A (ja) |
FR (1) | FR2647238B1 (ja) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5184139A (en) * | 1990-08-29 | 1993-02-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Antenna pointing equipment |
DE4129630A1 (de) * | 1991-09-06 | 1993-05-06 | Deutsche Aerospace Ag, 8000 Muenchen, De | Messanordnung und regelungssystem zur lageregelung eines dreiachsenstabilisierten satelliten sowie zugehoerige mess- und regelverfahren |
CA2080613A1 (en) * | 1991-11-27 | 1993-05-28 | Douglas J. Bender | Method and apparatus for dynamic precompensation of solar wing stepping motions of a satellite |
US5377936A (en) * | 1992-03-19 | 1995-01-03 | Mitchell; Maurice | Net kinetic energy differential guidance and propulsion system for satellites and space vehicles |
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JP2639359B2 (ja) * | 1994-10-31 | 1997-08-13 | 日本電気株式会社 | 非静止衛星用送信装置 |
JP3031216B2 (ja) * | 1995-10-25 | 2000-04-10 | 日本電気株式会社 | 宇宙機搭載用光アンテナの指向角制御装置 |
US5738309A (en) * | 1996-02-28 | 1998-04-14 | Hughes Electronics | Single axis correction for orbit inclination |
US5822515A (en) * | 1997-02-10 | 1998-10-13 | Space Systems/Loral, Inc. | Correction of uncommanded mode changes in a spacecraft subsystem |
US6825806B2 (en) * | 2002-06-03 | 2004-11-30 | The Boeing Company | Satellite methods and structures for improved antenna pointing and wide field-of-view attitude acquisition |
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US20110297704A1 (en) * | 2009-01-15 | 2011-12-08 | Victor Esteve | Packaging Element with a Hermetically Solid Dosing Mechanism for Semi-Solid Products |
KR101782259B1 (ko) * | 2016-04-21 | 2017-09-27 | 한국항공우주연구원 | 위성 안테나 속도 제어 장치 및 방법 |
Citations (1)
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Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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