JPH0321597A - 宇宙飛翔体のスラスタ制御方法 - Google Patents
宇宙飛翔体のスラスタ制御方法Info
- Publication number
- JPH0321597A JPH0321597A JP1157432A JP15743289A JPH0321597A JP H0321597 A JPH0321597 A JP H0321597A JP 1157432 A JP1157432 A JP 1157432A JP 15743289 A JP15743289 A JP 15743289A JP H0321597 A JPH0321597 A JP H0321597A
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- thruster
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は．宇宙飛翔体のスラスタ制御方法に関するも
のである。
のである。
以下．第３図に示すスラスタ配置の宇宙飛翔体の姿勢制
御系を例にとり説明する。図において，（１１ ， １
２１ ， １３１は宇宙飛翔体のロール軸，ピッチ軸．
ヨー軸． （４１． （５）． （６１， （７） ，
（８１． （９１はこの宇宙飛翔体に取シ付けられた
スラスタ１．スラスタ２．スラスタ３．スラスタ４．ス
ラスタ５及びスラスタ６である。ここでスラスタ５ （
８） ，スラスタ６（９）は単独で使用してそれぞれ■
ヨー及びｅヨーのトルクを発生するようになっているが
，スラスタ１ （４１ ，スラスタ２（５１，スラスタ
３（６１及びスラスタ４（７）ハ．２つのスラスタを同
時に使用して所望の制御軸會わりのトルクを発生するよ
うになっている。所望の制御トルクコマンドとオンすべ
きスラスタとの関係は．■ロールトルクの時．スラスタ
１．２オン．ｅロールトルクの時．スラスタ３．４オン
．■ピッチトルクの時．スラスタ２．３オン，ｅピツチ
トルクの時，スラスタ１．４オンとなる。
御系を例にとり説明する。図において，（１１ ， １
２１ ， １３１は宇宙飛翔体のロール軸，ピッチ軸．
ヨー軸． （４１． （５）． （６１， （７） ，
（８１． （９１はこの宇宙飛翔体に取シ付けられた
スラスタ１．スラスタ２．スラスタ３．スラスタ４．ス
ラスタ５及びスラスタ６である。ここでスラスタ５ （
８） ，スラスタ６（９）は単独で使用してそれぞれ■
ヨー及びｅヨーのトルクを発生するようになっているが
，スラスタ１ （４１ ，スラスタ２（５１，スラスタ
３（６１及びスラスタ４（７）ハ．２つのスラスタを同
時に使用して所望の制御軸會わりのトルクを発生するよ
うになっている。所望の制御トルクコマンドとオンすべ
きスラスタとの関係は．■ロールトルクの時．スラスタ
１．２オン．ｅロールトルクの時．スラスタ３．４オン
．■ピッチトルクの時．スラスタ２．３オン，ｅピツチ
トルクの時，スラスタ１．４オンとなる。
第４図は，第３図に示したスラスタ配置の宇宙飛翔体に
対する．従来のスラスタ制御系のブロノク図ヲロール．
ピッチの２軸に注目して示したものであり．図にかいて
．αＧは宇宙飛翔体の姿勢を検出するための姿勢センサ
．α１１，（１３ぱ上記姿勢センサαＯの出力信号を入
力して制御トルクコマンドを計算するためのロール制御
トルクコマンド計算部及びピッチ制御トルクコマンド計
算部．α３，Ｃｌ４は上記トルクコマンド信号をオン／
オフ信号に変換するための．ロールオン／オフモジュレ
ーション計算部及びピツチオン／オフモジュレーション
計算部．ａ９ぱオン／オフモジュレーション計算部の出
力をもとにオンすべきスラスタを選択し．駆動信号を発
生するためのスラスタ選択及び駆動信号発生部．αＯは
宇宙飛翔体ダイナミクスである。
対する．従来のスラスタ制御系のブロノク図ヲロール．
ピッチの２軸に注目して示したものであり．図にかいて
．αＧは宇宙飛翔体の姿勢を検出するための姿勢センサ
．α１１，（１３ぱ上記姿勢センサαＯの出力信号を入
力して制御トルクコマンドを計算するためのロール制御
トルクコマンド計算部及びピッチ制御トルクコマンド計
算部．α３，Ｃｌ４は上記トルクコマンド信号をオン／
オフ信号に変換するための．ロールオン／オフモジュレ
ーション計算部及びピツチオン／オフモジュレーション
計算部．ａ９ぱオン／オフモジュレーション計算部の出
力をもとにオンすべきスラスタを選択し．駆動信号を発
生するためのスラスタ選択及び駆動信号発生部．αＯは
宇宙飛翔体ダイナミクスである。
このスラスタ制御系では．所望の制御トルクを得るため
に．オン／オフモジュレーション計算部とスラスタ選択
及び駆動信号発生部を設け．時間平均すると各軸渣わり
のトルクコマンドに対応する制御トルクが発生するよう
になっている。ロールオン／オフモジュレーション計算
部０３は．ロール制御トルクコマンド計算部卸の出力で
あるロール制御トルクコマンド信号を入力し．■ロール
スラスタオン信号及びｅロールスラスタオン信号を出力
する。同，機にビツチオン／オフモジュレーション計算
部ａ４は．ピッチ制御トルクコマンド計算部ａ３の出力
であるピッチ制御トルクコマンド信号金入力し，■ピッ
チスラスタオン信号及びｅビツチスラスタオン信号を出
力する。スラスタ選択及び駆動信号発生部住タでは上記
オン／オフモジュレーション計算部の出力信号をもとに
．■ロールスラスタオンの時．スラスタ１ １４） ，
スラスタ２（５）がオン．ｅロールスラスタオンの時，
スラスタ３ （６１ ，スラスタ４（７）がオン．■ピ
ッチスラスタオンの時．スラスタ２ （５＞ ，スラス
タ３（６）がオン．ｅピッチスラスタオンの時．スラス
タ［４），スラスタ４｛７）がオンとなるようにスラス
タを選択し駆動信号を発生する。
に．オン／オフモジュレーション計算部とスラスタ選択
及び駆動信号発生部を設け．時間平均すると各軸渣わり
のトルクコマンドに対応する制御トルクが発生するよう
になっている。ロールオン／オフモジュレーション計算
部０３は．ロール制御トルクコマンド計算部卸の出力で
あるロール制御トルクコマンド信号を入力し．■ロール
スラスタオン信号及びｅロールスラスタオン信号を出力
する。同，機にビツチオン／オフモジュレーション計算
部ａ４は．ピッチ制御トルクコマンド計算部ａ３の出力
であるピッチ制御トルクコマンド信号金入力し，■ピッ
チスラスタオン信号及びｅビツチスラスタオン信号を出
力する。スラスタ選択及び駆動信号発生部住タでは上記
オン／オフモジュレーション計算部の出力信号をもとに
．■ロールスラスタオンの時．スラスタ１ １４） ，
スラスタ２（５）がオン．ｅロールスラスタオンの時，
スラスタ３ （６１ ，スラスタ４（７）がオン．■ピ
ッチスラスタオンの時．スラスタ２ （５＞ ，スラス
タ３（６）がオン．ｅピッチスラスタオンの時．スラス
タ［４），スラスタ４｛７）がオンとなるようにスラス
タを選択し駆動信号を発生する。
上記のような従来のスラスタ制御系では．ロール．ピッ
チのオン信号が重なると．スラスタを共用しているため
所望の制御トルクが発生しないという問題点があった。
チのオン信号が重なると．スラスタを共用しているため
所望の制御トルクが発生しないという問題点があった。
例えば■ロールスラスタオン信号とのピッチスラスタオ
ン信号が同時に出力されるト，スラスタ１（４），スラ
スタ２ （５１ ，スラスタ３（６）が同時にオンとな
るが．スラスタ２（５）が■ロールトルクの発生と■ビ
ツチトルクの発生の両方に用いられているため．実際に
発生するトルクは．制御トルクコマンドと異なるように
なる。
ン信号が同時に出力されるト，スラスタ１（４），スラ
スタ２ （５１ ，スラスタ３（６）が同時にオンとな
るが．スラスタ２（５）が■ロールトルクの発生と■ビ
ツチトルクの発生の両方に用いられているため．実際に
発生するトルクは．制御トルクコマンドと異なるように
なる。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので．共用スラスタがあってもトルクコマンドで指定
した制御トルクを発生することができるスラスタ制御方
法を得ることを目的とするものである。
もので．共用スラスタがあってもトルクコマンドで指定
した制御トルクを発生することができるスラスタ制御方
法を得ることを目的とするものである。
この発明に係る宇宙飛翔体のスラスタ制御方式は，共用
スラスタのオン信号が重なるのを避けるためスラスタオ
ン／オフ時分割処理部を設けたものである。
スラスタのオン信号が重なるのを避けるためスラスタオ
ン／オフ時分割処理部を設けたものである。
この発明におけるスラスタ制御方法は．スラスタオン／
オフ時分割処理部で．各制御軸のオン／オフ処理すべき
時間を時分割し．共用されるスラスタのオン信号が重な
らないようにすることでトルクコマンドで指定した制御
トルクを発生する。
オフ時分割処理部で．各制御軸のオン／オフ処理すべき
時間を時分割し．共用されるスラスタのオン信号が重な
らないようにすることでトルクコマンドで指定した制御
トルクを発生する。
上記に示したロール．ピッチの２軸がカップルする場合
は，ロールオン／オフ信号処理時間帯とピツチオン／オ
フ信号処理時間帯の２つの時間帯に．一般ニロール．ピ
ッチ．ヨーの３軸がカップルする場合には．ロール．ピ
ッチ．ヨーの３つのオン／オフ信号処理時間帯に分割し
．各制御軸のオンコマンドが他の制御軸のオンコマンド
と重ならないようにする。
は，ロールオン／オフ信号処理時間帯とピツチオン／オ
フ信号処理時間帯の２つの時間帯に．一般ニロール．ピ
ッチ．ヨーの３軸がカップルする場合には．ロール．ピ
ッチ．ヨーの３つのオン／オフ信号処理時間帯に分割し
．各制御軸のオンコマンドが他の制御軸のオンコマンド
と重ならないようにする。
第１図は．この発明によるスラスタ制御方法の一実施例
を示すブロック図であυ．図中（４）〜（７）及びαＱ
−α場は従来のスラスタ制御方式と同一のものである。
を示すブロック図であυ．図中（４）〜（７）及びαＱ
−α場は従来のスラスタ制御方式と同一のものである。
この発明では．各制御軸のオン信号が重ならないように
スラスタオン／オフ時分割処理部（ｌ７）を設けたとこ
ろが従来のスラスタ制御方法と異なるところである。ス
ラスタオン／オフ時分割処理部（ＬＤでは，時間をロー
ルオン／オフ信号処理時間帯とピツチオン／オフ信号処
理時間帯の２つに分ＩＦＩＪｔ，． ロールスラスタの
オンはロールオン／オフ信号処理時間帯でのみ．ピッチ
スラスタのオンはビツチオン／オフ信号処理時間帯での
み実施するようにしている。このためロール．ピッチ２
つの制御軸のオンコマンドが同時にスラスタ選択及び駆
動信号発生部ａＳに出力されることはなくなる。
スラスタオン／オフ時分割処理部（ｌ７）を設けたとこ
ろが従来のスラスタ制御方法と異なるところである。ス
ラスタオン／オフ時分割処理部（ＬＤでは，時間をロー
ルオン／オフ信号処理時間帯とピツチオン／オフ信号処
理時間帯の２つに分ＩＦＩＪｔ，． ロールスラスタの
オンはロールオン／オフ信号処理時間帯でのみ．ピッチ
スラスタのオンはビツチオン／オフ信号処理時間帯での
み実施するようにしている。このためロール．ピッチ２
つの制御軸のオンコマンドが同時にスラスタ選択及び駆
動信号発生部ａＳに出力されることはなくなる。
第２図は．スラスタオン／オフ時分割処理部ａｌｌでの
処理内容を具体的に説明するために．入力信号と出力信
号との関係を時間波形で示したものである。図にかいて
， ａｓ． ａｓ．（至）．（財）はスラスタオン／オ
フ時分割処理部ａＤへの入力信号である■ロールコマン
ド．ｅロールコマント．■ピッチコマンド及びｅピッチ
コマンドの波形ａ．ｅＩ３，（財）舞は．スラスタオン
／オ７時分割処理部αηの出力信号でアル■ロールスラ
スタオン．ｅロールスラスタオン，■ピッチスラスタオ
ン及びｅビツチスラスタオンの波形である。第２図から
わかるように．スラスタオン／オフ時分割処理部＋１？
＋では．ロールオン／オフ信号処理時間帯とビツチオン
／オフ信号処理時間帯に時分割しているため．たとえス
ラスタオン／オフ時分割処理部ａｎへの入力信号のオン
コマンドがロールとピッチで重なった場合でも．ロール
スラスタのオンはロールオン／オフ信号時間帯で，ピッ
チスラスタのオンは半周期ずれたビツチオン／オフ信号
処理時間帯で実施される。このことからスラスタオン／
オフ時分割処理部ａｎの出力である■／ｅロールスラス
タのオンとの／ｅピツチスラスタのオンは決して重なる
ことがなくなる。
処理内容を具体的に説明するために．入力信号と出力信
号との関係を時間波形で示したものである。図にかいて
， ａｓ． ａｓ．（至）．（財）はスラスタオン／オ
フ時分割処理部ａＤへの入力信号である■ロールコマン
ド．ｅロールコマント．■ピッチコマンド及びｅピッチ
コマンドの波形ａ．ｅＩ３，（財）舞は．スラスタオン
／オ７時分割処理部αηの出力信号でアル■ロールスラ
スタオン．ｅロールスラスタオン，■ピッチスラスタオ
ン及びｅビツチスラスタオンの波形である。第２図から
わかるように．スラスタオン／オフ時分割処理部＋１？
＋では．ロールオン／オフ信号処理時間帯とビツチオン
／オフ信号処理時間帯に時分割しているため．たとえス
ラスタオン／オフ時分割処理部ａｎへの入力信号のオン
コマンドがロールとピッチで重なった場合でも．ロール
スラスタのオンはロールオン／オフ信号時間帯で，ピッ
チスラスタのオンは半周期ずれたビツチオン／オフ信号
処理時間帯で実施される。このことからスラスタオン／
オフ時分割処理部ａｎの出力である■／ｅロールスラス
タのオンとの／ｅピツチスラスタのオンは決して重なる
ことがなくなる。
このような時分割処理を行うためには．オン／オフモジ
ュレーションの計算周期は．通常時分割処理時間幅ＴＢ
の２倍（スラスタが２軸カップルしている場合）または
３倍（スラスタが３軸カツプルしている場合）に選ばれ
る。また第２図からわかるようにスラスタオン／オフ時
分割処理部ａηを通すと．オン時間が入力信号の１７２
となる（３軸カップルするスラスタを使用して時間を
３分割する場合は１／３となる）ので．オン／オフモジ
ュレーション計算部では．そのことを考慮して．時間平
均の値がコマンドと実際に発生するトルクとで等しくな
るようにパラメータを決定する必要カアル。このように
スラスタオン／オフ時分割処理部を設け．オン／オフモ
ジュレーション計算部のパラメータを適切に選ぶと．ス
ラスタによう発生するトルクは．制御トルクコマンドと
時間平均で等しくなう．所望の制御トルクを得ることが
できる。
ュレーションの計算周期は．通常時分割処理時間幅ＴＢ
の２倍（スラスタが２軸カップルしている場合）または
３倍（スラスタが３軸カツプルしている場合）に選ばれ
る。また第２図からわかるようにスラスタオン／オフ時
分割処理部ａηを通すと．オン時間が入力信号の１７２
となる（３軸カップルするスラスタを使用して時間を
３分割する場合は１／３となる）ので．オン／オフモジ
ュレーション計算部では．そのことを考慮して．時間平
均の値がコマンドと実際に発生するトルクとで等しくな
るようにパラメータを決定する必要カアル。このように
スラスタオン／オフ時分割処理部を設け．オン／オフモ
ジュレーション計算部のパラメータを適切に選ぶと．ス
ラスタによう発生するトルクは．制御トルクコマンドと
時間平均で等しくなう．所望の制御トルクを得ることが
できる。
なお．上記実施例ではロールとピッチの２軸がカップル
するスラスタを使用した場合を示したが，ピッチとヨー
またはロールとヨーの２軸がカップルするスラスタを使
用する場合．さらに一般的にロール．ピッチ，ヨーの３
軸がカップルするスラスタを使用する場合についても同
様にしてこの発明を適用することができるのはいうまで
もない。
するスラスタを使用した場合を示したが，ピッチとヨー
またはロールとヨーの２軸がカップルするスラスタを使
用する場合．さらに一般的にロール．ピッチ，ヨーの３
軸がカップルするスラスタを使用する場合についても同
様にしてこの発明を適用することができるのはいうまで
もない。
この発明は以上説明したとかり．スラスタオン／オフ時
分割処理部を設けることで，各制御軸に対応するオン信
号が重ならないようになう．共用スラスタを使用しても
所望のトルクコマンドに対応する制御トルクを発生する
ことができるという効果がある。
分割処理部を設けることで，各制御軸に対応するオン信
号が重ならないようになう．共用スラスタを使用しても
所望のトルクコマンドに対応する制御トルクを発生する
ことができるという効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図．第２図
はスラスタオン／オフ時分割処理部の処理内容を説明す
るための図．第３図は，ロール，ピッチがカップルする
スラスタの配置図．第４図は従来のスラスタ制御方法を
適用した姿勢制御系のブロック図である。 図において．（４）〜（７）はスラスタ，Ｈは姿勢セン
サ．卸はロール制御トルクコマンド計算部．αａはピッ
チ制御トルクコマンド計算部，住３はロールオン／オフ
モジュレーション計算部． ＋１４１はピッチオン／オ
フモジュレーション計算部，（１５はスラスタ選択及び
駆動信号発生部， フ時分割処理部である。 同はスラスタオン／オ なお図中． 同一符号は同一または相当部分を示 す。
はスラスタオン／オフ時分割処理部の処理内容を説明す
るための図．第３図は，ロール，ピッチがカップルする
スラスタの配置図．第４図は従来のスラスタ制御方法を
適用した姿勢制御系のブロック図である。 図において．（４）〜（７）はスラスタ，Ｈは姿勢セン
サ．卸はロール制御トルクコマンド計算部．αａはピッ
チ制御トルクコマンド計算部，住３はロールオン／オフ
モジュレーション計算部． ＋１４１はピッチオン／オ
フモジュレーション計算部，（１５はスラスタ選択及び
駆動信号発生部， フ時分割処理部である。 同はスラスタオン／オ なお図中． 同一符号は同一または相当部分を示 す。
Claims (1)
- 宇宙飛翔体の制御軸ロール、ピッチ、ヨーの２軸以上の
トルク成分を有し、２個以上を組み合わせて使用し所望
の制御軸まわりのトルクを発生するように配置された複
数のスラスタとこのスラスタにより発生すべき制御トル
クを計算するための制御トルクコマンド計算部と、この
制御トルクコマンド信号をオン／オフ信号に変換するた
めのオン／オフモジュレーション計算部と、上記オン／
オフ信号を時分割処理するためのスラスタオン／オフ時
分割処理部と、この時分割処理部の出力であるオンコマ
ンド信号をもとにコマンドに対応するスラスタを選択し
駆動信号を発生するためのスラスタ選択及び駆動信号発
生部とで構成され、上記スラスタオン／オフ時分割処理
部で各制御軸のオン／オフ処理すべき時間を時分割し、
共用されるスラスタのオンコマンドが重ならないように
したことを特徴とする宇宙飛翔体のスラスタ制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157432A JPH0321597A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 宇宙飛翔体のスラスタ制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1157432A JPH0321597A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 宇宙飛翔体のスラスタ制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0321597A true JPH0321597A (ja) | 1991-01-30 |
Family
ID=15649519
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1157432A Pending JPH0321597A (ja) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | 宇宙飛翔体のスラスタ制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0321597A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6637701B1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-28 | Lockheed Martin Corporation | Gimbaled ion thruster arrangement for high efficiency stationkeeping |
| US6695263B1 (en) | 2002-02-12 | 2004-02-24 | Lockheed Martin Corporation | System for geosynchronous spacecraft rapid earth reacquisition |
| US7051980B2 (en) | 2002-02-26 | 2006-05-30 | Lockheed Martin Corporation | Efficient orbit sparing system for space vehicle constellations |
| US7835826B1 (en) | 2005-12-13 | 2010-11-16 | Lockheed Martin Corporation | Attitude determination system for yaw-steering spacecraft |
| JP2022158489A (ja) * | 2021-04-02 | 2022-10-17 | 三菱電機株式会社 | スラスタ制御方法および人工衛星 |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP1157432A patent/JPH0321597A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6695263B1 (en) | 2002-02-12 | 2004-02-24 | Lockheed Martin Corporation | System for geosynchronous spacecraft rapid earth reacquisition |
| US7051980B2 (en) | 2002-02-26 | 2006-05-30 | Lockheed Martin Corporation | Efficient orbit sparing system for space vehicle constellations |
| US6637701B1 (en) * | 2002-04-03 | 2003-10-28 | Lockheed Martin Corporation | Gimbaled ion thruster arrangement for high efficiency stationkeeping |
| US7835826B1 (en) | 2005-12-13 | 2010-11-16 | Lockheed Martin Corporation | Attitude determination system for yaw-steering spacecraft |
| JP2022158489A (ja) * | 2021-04-02 | 2022-10-17 | 三菱電機株式会社 | スラスタ制御方法および人工衛星 |
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