JPH03125699A - 宇宙航行体の姿勢制御装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業の利用分野） この発明は、例えばアンテナを搭載してなる人工衛星等
の宇宙航行体に係り、特に、その姿勢制御装置に関する
。

（従来の技術） 従来、アンテナを搭載してなる宇宙航行体においては、
姿勢制御用のリアクションホイール等のアクチュエータ
を、姿勢角検出センサで検出した姿勢角及びレートに応
じて求めた姿勢制御信号と、アンテナ指向センサで検出
した検出信号に応じたアンテナ指向制御信号から計算し
て求めた駆動信号の和に対応して駆動制御することによ
り、アンテナ指向制御に伴う宇宙航行体の本体へのリア
クションを補償するフィードフォワード補償を行った姿
勢制御が行われている。

第２図はこのような従来の宇宙航行体の姿勢制御装置を
示すもので、姿勢制御系の姿勢検出センサ１０で検出し
た姿勢角及びレートに応じた検出信号は姿勢決定部１１
に導かれる。姿勢決定部１１は入力した検出信号から所
望の目標方向に応じた姿勢角信号を算出し、姿勢制御部
１２に出力する。姿勢制御部１２は姿勢角信号に応じた
トルクを求めて、そのトルクに応じた姿勢角制御信号を
加算器１３に出力する。

一方、アンテナ駆動系のアンテナ指向センサ１４はアン
テナ指向誤差を検出し、その検出信号をアンテナ指向１
１１御部１５に出力する。アンテナ指向制御部１５は入
力した検出信号より角速度を求めて、その角速度に対応
したアンテナ駆動信号でアンテナ駆動機構１６を駆動制
御して図示しないアンテナを所望の方向に指向制御する
。同時に、アンテナ指向制御部１５はアンテナ駆動信号
をフィードフォワード補償用の演算部１７に出力する。

演算部１７は入力したアンテナ駆動信号よりトルクを求
めて、そのトルクに対応したフィードフォワード補償信
号を上記加算器１３に出力する。加算器１３は姿勢角制
御信号とフィードフォワード補償信号を加算して駆動信
号を算出し、姿勢制御用アクチュエータ１８に出力する
。ここで、アクチュエータ１８は入力した駆動信号に応
じて駆動制御されて図示しない宇宙航行体の姿勢を制御
する。

ところが、上記宇宙航行体の姿勢制御装置では、アンテ
ナ駆動系のアンテナ駆動信号の制御バンド幅が姿勢制御
系の姿勢角制御信号の制御バンド幅に比して高く、その
応答速度が速いために、姿勢制御用アクチュエータ１８
が姿勢制御系の姿勢角制御信号成分に先立って、アンテ
ナ駆動系のフィードフォワード補償信号のみに応動して
駆動されて、アクチュエータ１８の駆動停止動作が頻繁
に繰返され、消費電力が嵩むという問題を有していた。

これは、特に、近年の宇宙開発の分野において、要請さ
れている宇宙航行体の大形化の促進を図った場合に大き
な問題となる。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来の宇宙航行体の姿勢制御装置で
は、消費電力が嵩む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なされたもので、簡易な
構成で、高精度な姿勢制御を実現し得、且つ可及的に省
電力化を促進し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］ （課題を解決するための手段） この発明は、姿勢検出センサで検出した宇宙航行体の検
出値に応じた姿勢制御信号を生成する姿勢制御手段と、
アンテナ指向センナの検出信号に応じたアンテナ指向制
御信号を生成してアンテナ駆動機構を駆動制御し、アン
テナを指向制御するアンテナ駆動制御手段と、このアン
テナ駆動制御手段で求めたアンテナ指向制御信号よりフ
ィードフォワード補償信号を求める演算部と、この演算
部で求めたフィードフォワード補償信号より高周波成分
を除去するローパスフィルタと、前記姿勢制御手段で求
めた姿勢制御信号と前記高周波成分を除去したフィード
フォワード補償信号を加算して駆動信号を算出する加算
手段と、この加算手段で求めた駆動信号に対応して駆動
制御され、前記宇宙航行体の姿勢を制御するアクチュエ
ータとを備えて宇宙航行体の姿勢制御装置を構成したも
のである。

（作用） 上記構成によれば、演算部で算出したフィードフォト補
償信号はローパスフィルタで高周波成分が除去されて姿
勢変動への影響が大きい低周波成分を主体とし、その変
化速度が姿勢制御信号の変化速度と路間−に設定された
後、加算器に導がれて姿勢制御信号と加算され、駆動信
号が算出される。従って、駆動信号はフィードフォワー
ド補償信号成分及び姿勢制御信号成分が確実に加算され
た状態で生成されるため、高精度な姿勢制御を確保した
うえで、アクチュエータの駆動停止動作の安定化が図れ
、可及的に省電力化の促進が実現される。

（実施例） 以下、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。

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ある。但し、ここでは、便宜上、前
記第２図と同一部分については、同一符号を付して、そ
の詳細な説明を省略する。

すなわち、この発明の特徴は、演算部１７の後段にロー
パスフィルタ２０を設け、このローパスフィルタ２０を
介して演算部１７で求めたフィードフォワード補償信号
の高周波成分を除去することにある。この場合、ローパ
スフィルタ２０はカットオフ周波数を姿勢制御信号の制
御バンド幅と路間−に設定して、略同様の応答速度とな
るように設定される。これにより、フィードフォワード
補償信号は加算器１３に導かれて略同様の応答速度を有
した姿勢制御信号と応答速度の先後のない状態で加算さ
れる。そして、この加算器１３で算出された駆動信号は
前述したようにアクチュエータ１８に出力され、該アク
チュエータ１８を駆動制御して前記宇宙航行体（図示せ
ず）の姿勢を制御せしめる。

このように、上記宇宙航行体の姿勢制御装置はアンテナ
駆動信号より算出したフィードフォワード補償信号の高
周波成分を除去するローパスフィルタ２０を設け、フィ
ードフォワード補償信号を姿勢制御信号の応答速度と略
同様に設定した後、該姿勢制御信号と加算して駆動信号
を生成し、姿勢制御用のアクチュエータ１８を駆動制御
するように構成した。これによれば、駆動信号を形成す
るフィードフォワード補償信号成分及び姿勢制御信号成
分の応答性が路間−であることにより、従来のようにフ
ィードフォワード補償信号成分によるアクチュエータ１
８の駆動が姿勢制御信号成分によるアクチュエータ１８
の駆動に先だって行われることがないため、高精度な姿
勢制御を確保したうえで、アクチュエータ１８の駆動停
止動作の安定化が図れ、可及的に電力消費の削減が図れ
る。

なお、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。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明によれば、簡易な構成で
、高精度な姿勢制御を実現し得、且つ可及的に省電力化
を促進し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。

【図面の簡単な説明】

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
御装置の構成を示すブロック図、第２図は従来の宇宙航
行体の姿勢制御装置の構成を示すブロック図である。 １０・・・姿勢検出センサ、１１・・・姿勢決定部、１
２・・・姿勢制御部、１３・・・加算器、１４・・・ア
ンテナ指向センサ、１５・・・アンテナ指向制御部、１
６・・・アンテナ駆動機構、１７・・・演算部、１８・
・・アクチュエータ、２０・・・ローパスフィルタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 姿勢検出センサで検出した宇宙航行体の検出値に応じた
   姿勢制御信号を生成する姿勢制御手段と、 アンテナ指向センサの検出信号に応じたアンテナ指向制
   御信号を生成してアンテナ駆動機構を駆動制御し、アン
   テナを指向制御するアンテナ駆動制御手段と、 このアンテナ駆動制御手段で求めたアンテナ指向制御信
   号よりフィードフォワード補償信号を求める演算部と、 この演算部で求めたフィードフォワード補償信号より高
   周波成分を除去するローパスフィルタと、前記姿勢制御
   手段で求めた姿勢制御信号と前記高周波成分を除去した
   フィードフォワード補償信号を加算して駆動信号を算出
   する加算手段と、この加算手段で求めた駆動信号に対応
   して駆動制御され、前記宇宙航行体の姿勢を制御するア
   クチュエータ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。