JPH05193574A - 自動飛行制御システム - Google Patents
自動飛行制御システムInfo
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- JPH05193574A JPH05193574A JP705692A JP705692A JPH05193574A JP H05193574 A JPH05193574 A JP H05193574A JP 705692 A JP705692 A JP 705692A JP 705692 A JP705692 A JP 705692A JP H05193574 A JPH05193574 A JP H05193574A
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- Japan
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- speed
- ins
- gps
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 海上ホバリングでの海面の影響を受けず、慣
性空間上での定点ホバリングを可能とし、コンパクトな
制御器で速度保持制御を実現する。 【構成】 ＧＰＳ／ＩＮＳハイブリット慣性航法部１０
は、ＩＮＳ１１、ＧＰＳ１２、航法フィルタ１３、速度
補正スムージング回路１４、減算器１５とから構成され
る。ＩＮＳ１１から出力されるＩＮＳ位置及び速度信号
Ｓ1 と、ＧＰＳ１２から出力されるＧＰＳ位置及び速度
信号Ｓ2 を航法フィルタ１３に入力し、カルマンフィル
タにより速度誤差推定値Ｓ3 を生成する。速度補正スム
ージング回路１４は、速度誤差推定値Ｓ3 に基づいて速
度誤差補正値Ｓ4 を作成し、ＩＮＳ１１から出力される
ＩＮＳ速度信号Ｓ5 より差し引いて慣性速度信号Ｓ6 を
生成し、制御器１６により設定される設定速度信号Ｓ7
と共に速度保持制御則１７に出力し、ホバリング時の縦
方向及び横方向の速度制御を行なう。
性空間上での定点ホバリングを可能とし、コンパクトな
制御器で速度保持制御を実現する。 【構成】 ＧＰＳ／ＩＮＳハイブリット慣性航法部１０
は、ＩＮＳ１１、ＧＰＳ１２、航法フィルタ１３、速度
補正スムージング回路１４、減算器１５とから構成され
る。ＩＮＳ１１から出力されるＩＮＳ位置及び速度信号
Ｓ1 と、ＧＰＳ１２から出力されるＧＰＳ位置及び速度
信号Ｓ2 を航法フィルタ１３に入力し、カルマンフィル
タにより速度誤差推定値Ｓ3 を生成する。速度補正スム
ージング回路１４は、速度誤差推定値Ｓ3 に基づいて速
度誤差補正値Ｓ4 を作成し、ＩＮＳ１１から出力される
ＩＮＳ速度信号Ｓ5 より差し引いて慣性速度信号Ｓ6 を
生成し、制御器１６により設定される設定速度信号Ｓ7
と共に速度保持制御則１７に出力し、ホバリング時の縦
方向及び横方向の速度制御を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、航空機（ヘリコプタ）
におけるホバリング時の速度制御をＧＰＳ（GLOBAL POS
ITIONING SYSTEM ：汎地球測位システム）及びＩＮＳ
（INERTIAL NAVIGATION SYSTEM：慣性航法システム）か
らなるハイブリット慣性航法により行なうことで、海上
ホバリングでの海面の影響（潮流、表層流）を受けなく
し、慣性空間上での定点ホバリングを可能とする自動飛
行制御システムに関する。
におけるホバリング時の速度制御をＧＰＳ（GLOBAL POS
ITIONING SYSTEM ：汎地球測位システム）及びＩＮＳ
（INERTIAL NAVIGATION SYSTEM：慣性航法システム）か
らなるハイブリット慣性航法により行なうことで、海上
ホバリングでの海面の影響（潮流、表層流）を受けなく
し、慣性空間上での定点ホバリングを可能とする自動飛
行制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ヘリコプターにおける自動飛行制
御システムは、図４に示すようにドップラ航法装置１よ
り入力されるドップラ縦速度及びドップラ横速度をフィ
ルタリングシステムであるＩＶＳ(INERTIAL VELOCITY S
YSTEM)２に入力し、加速度信号によりフィルタリングし
た後、その速度信号及びパイロットが制御器３を介して
設定した設定速度信号を速度保持制御則４に入力し、設
定速度からの速度偏差をフィードバック制御により制御
し、速度保持を行なうのが一般的である。
御システムは、図４に示すようにドップラ航法装置１よ
り入力されるドップラ縦速度及びドップラ横速度をフィ
ルタリングシステムであるＩＶＳ(INERTIAL VELOCITY S
YSTEM)２に入力し、加速度信号によりフィルタリングし
た後、その速度信号及びパイロットが制御器３を介して
設定した設定速度信号を速度保持制御則４に入力し、設
定速度からの速度偏差をフィードバック制御により制御
し、速度保持を行なうのが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動飛行制御シ
ステムは、ドップラ航法装置１より入力されるドップラ
速度信号により速度保持を行なっているため、海上での
ドップラ速度信号を使用した速度保持モードであるドッ
プラホバーでは、慣性空間上での定点ホバリングが行な
えないという問題点があった。
ステムは、ドップラ航法装置１より入力されるドップラ
速度信号により速度保持を行なっているため、海上での
ドップラ速度信号を使用した速度保持モードであるドッ
プラホバーでは、慣性空間上での定点ホバリングが行な
えないという問題点があった。
【０００４】これはドップラ航法装置が対海面の速度を
検出し、ドップラ速度信号を生成しているため、海面の
影響（潮流、表層流）を含んだ速度信号となるという原
理的なところによるものである。
検出し、ドップラ速度信号を生成しているため、海面の
影響（潮流、表層流）を含んだ速度信号となるという原
理的なところによるものである。
【０００５】本発明は、上記の問題を解決するものであ
って、その目的とするところは、ＧＰＳ／ＩＮＳハイブ
リット慣性航法部及びこのハイブリット慣性航法部内に
速度補正スムージング回路を具備し、上記ハイブリット
慣性航法部より出力される慣性速度を使用したホバリン
グ時の速度制御を行なうことにより、慣性空間上での定
点ホバリングを可能とする自動飛行制御システムを提供
することにある。
って、その目的とするところは、ＧＰＳ／ＩＮＳハイブ
リット慣性航法部及びこのハイブリット慣性航法部内に
速度補正スムージング回路を具備し、上記ハイブリット
慣性航法部より出力される慣性速度を使用したホバリン
グ時の速度制御を行なうことにより、慣性空間上での定
点ホバリングを可能とする自動飛行制御システムを提供
することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、慣性航法装置
としてＧＰＳ及びＩＮＳを備え、上記ＧＰＳとＩＮＳに
よるハイブリット慣性航法を行なうＧＰＳ／ＩＮＳハイ
ブリット慣性航法部及びホバリング速度を設定する制御
器を有するヘリコプタの自動飛行制御システムにおい
て、上記ＧＰＳ／ＩＮＳハイブリット慣性航法部より出
力される３軸の慣性速度信号に基づいて、機体のホバリ
ング時の縦方向及び横方向の速度を制御させることを特
徴とする自動飛行制御システム。
としてＧＰＳ及びＩＮＳを備え、上記ＧＰＳとＩＮＳに
よるハイブリット慣性航法を行なうＧＰＳ／ＩＮＳハイ
ブリット慣性航法部及びホバリング速度を設定する制御
器を有するヘリコプタの自動飛行制御システムにおい
て、上記ＧＰＳ／ＩＮＳハイブリット慣性航法部より出
力される３軸の慣性速度信号に基づいて、機体のホバリ
ング時の縦方向及び横方向の速度を制御させることを特
徴とする自動飛行制御システム。
【０００７】
【作用】ＩＮＳ及びＧＰＳより構成されるＧＰＳ／ＩＮ
Ｓハイブリット慣性航法部において、ＧＰＳ位置信号
（緯度、経度）とＩＮＳ位置信号（緯度、経度）との差
分及びＧＰＳ速度信号（南北方向、東西方向）とＩＮＳ
速度信号（南北方向、東西方向）との差分を用いて、航
法フィルタにより速度誤差推定値を生成する。この速度
誤差推定値は速度補正スムージング回路により処理し、
ＩＮＳ速度信号を補正して慣性速度信号を出力する。
Ｓハイブリット慣性航法部において、ＧＰＳ位置信号
（緯度、経度）とＩＮＳ位置信号（緯度、経度）との差
分及びＧＰＳ速度信号（南北方向、東西方向）とＩＮＳ
速度信号（南北方向、東西方向）との差分を用いて、航
法フィルタにより速度誤差推定値を生成する。この速度
誤差推定値は速度補正スムージング回路により処理し、
ＩＮＳ速度信号を補正して慣性速度信号を出力する。
【０００８】上記ハイブリット慣性航法部より出力され
る慣性速度信号と制御器よりパイロットが任意に設定し
た設定速度（縦、横）の各信号を速度保持制御則に入力
し、各軸（縦、横）で慣性速度信号と設定速度信号より
速度偏差信号を生成し、上記速度偏差信号がゼロとなる
ように各アクチュエータへのコマンドを出力し、フィー
ドバック制御を行なう。
る慣性速度信号と制御器よりパイロットが任意に設定し
た設定速度（縦、横）の各信号を速度保持制御則に入力
し、各軸（縦、横）で慣性速度信号と設定速度信号より
速度偏差信号を生成し、上記速度偏差信号がゼロとなる
ように各アクチュエータへのコマンドを出力し、フィー
ドバック制御を行なう。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は本発明の一実施例に係る自動飛行制御シ
ステムを示すブロック図である。
明する。図１は本発明の一実施例に係る自動飛行制御シ
ステムを示すブロック図である。
【００１０】図１中１０は、ＧＰＳ／ＩＮＳハイブリッ
ト慣性航法部を示している。このＧＰＳ／ＩＮＳハイブ
リット慣性航法部１０は、ＩＮＳ(INERTIAL NAVIGATION
SYSTEM) １１、ＧＰＳ(GLOBAL POSITIONING SYSTEM)
１２、カルマンフィルタを用いた航法フィルタ１３、速
度補正スムージング回路１４、減算器１５とから構成さ
れる。
ト慣性航法部を示している。このＧＰＳ／ＩＮＳハイブ
リット慣性航法部１０は、ＩＮＳ(INERTIAL NAVIGATION
SYSTEM) １１、ＧＰＳ(GLOBAL POSITIONING SYSTEM)
１２、カルマンフィルタを用いた航法フィルタ１３、速
度補正スムージング回路１４、減算器１５とから構成さ
れる。
【００１１】ＩＮＳ１１から出力されるＩＮＳ位置及び
速度信号Ｓ1 と、ＧＰＳ１２から出力されるＧＰＳ位置
及び速度信号Ｓ2 を航法フィルタ１３に入力し、カルマ
ンフィルタにより速度誤差推定値Ｓ3 を生成して速度補
正スムージング回路１４に出力する。この速度補正スム
ージング回路１４は、速度誤差推定値Ｓ3 に基づいて速
度誤差補正値Ｓ4 を作成し、減算器１５に出力する。こ
の減算器１５は、ＩＮＳ１１から出力されるＩＮＳ速度
信号Ｓ5 より、上記速度誤差補正値Ｓ4 を差し引いて慣
性速度信号Ｓ6 を生成し、制御器１６により設定される
設定速度信号Ｓ7 と共に速度保持制御則１７に出力す
る。上記制御器１６は、パイロットがホバリング速度を
任意に設定できるものである。
速度信号Ｓ1 と、ＧＰＳ１２から出力されるＧＰＳ位置
及び速度信号Ｓ2 を航法フィルタ１３に入力し、カルマ
ンフィルタにより速度誤差推定値Ｓ3 を生成して速度補
正スムージング回路１４に出力する。この速度補正スム
ージング回路１４は、速度誤差推定値Ｓ3 に基づいて速
度誤差補正値Ｓ4 を作成し、減算器１５に出力する。こ
の減算器１５は、ＩＮＳ１１から出力されるＩＮＳ速度
信号Ｓ5 より、上記速度誤差補正値Ｓ4 を差し引いて慣
性速度信号Ｓ6 を生成し、制御器１６により設定される
設定速度信号Ｓ7 と共に速度保持制御則１７に出力す
る。上記制御器１６は、パイロットがホバリング速度を
任意に設定できるものである。
【００１２】図２は、上記速度補正スムージング回路１
４の詳細を示すブロック図である。同図において、航法
フィルタ１３から送られてくる速度誤差推定値Ｓ3 は、
速度誤差推定値信号判定回路２１で設定値Ｂv1(kt)に対
して大小が判定される。速度誤差推定値Ｓ3 がＢv1(kt)
より大の場合は、更に信号レート判定部２２において、
速度誤差推定値Ｓ3 をサンプリングＴで除した値とＢv2
(kt/sec)と大小比較を行ない、Ｂv2(kt/sec)より大の場
合は速度誤差補正値計算部２３で速度誤差補正値Ｓ4 が
計算される。上記＾ｘ／Ｔの値がＢv2(kt/sec)以下の場
合は、速度誤差補正値計算部２４において速度誤差補正
値Ｓ4 が計算される。
４の詳細を示すブロック図である。同図において、航法
フィルタ１３から送られてくる速度誤差推定値Ｓ3 は、
速度誤差推定値信号判定回路２１で設定値Ｂv1(kt)に対
して大小が判定される。速度誤差推定値Ｓ3 がＢv1(kt)
より大の場合は、更に信号レート判定部２２において、
速度誤差推定値Ｓ3 をサンプリングＴで除した値とＢv2
(kt/sec)と大小比較を行ない、Ｂv2(kt/sec)より大の場
合は速度誤差補正値計算部２３で速度誤差補正値Ｓ4 が
計算される。上記＾ｘ／Ｔの値がＢv2(kt/sec)以下の場
合は、速度誤差補正値計算部２４において速度誤差補正
値Ｓ4 が計算される。
【００１３】上記速度誤差推定値信号判定回路２１で、
速度誤差推定値Ｓ3 が設定値Ｂv1(kt)以下であると判定
された場合は、速度誤差補正値計算部２５において速度
誤差補正値Ｓ4 が計算される。上記のようにして速度誤
差補正値計算部２３，２４，２５で計算された結果が、
速度補正スムージング回路１４より出力される速度誤差
補正値Ｓ4 となる。
速度誤差推定値Ｓ3 が設定値Ｂv1(kt)以下であると判定
された場合は、速度誤差補正値計算部２５において速度
誤差補正値Ｓ4 が計算される。上記のようにして速度誤
差補正値計算部２３，２４，２５で計算された結果が、
速度補正スムージング回路１４より出力される速度誤差
補正値Ｓ4 となる。
【００１４】図３は、上記速度保持制御則１７の詳細を
示すブロック図である。図１中の制御器１６から送られ
てくる設定速度信号Ｓ7 がレートリミッタ３１において
設定値Ｂ１(kt/sec)で制限され、ＧＰＳ／ＩＮＳハイブ
リット慣性航法部１０からの慣性速度信号Ｓ6 と差分が
取られ、速度偏差信号としてリミッタ３２に入力され
る。このリミッタ３２により設定値Ｂ１(kt)で制限され
た信号にゲイン（Ｋ1 ）３３が乗じられ、インナループ
コマンドＳ8 が生成される。また、同時にリミッタ３２
の出力にゲイン（Ｋ2 ）３４が乗じられた信号とゲイン
（Ｋ3 ）３５が乗じられた後、積分器３６により積分さ
れた信号とが加算器３７に入力されて和が取られ、アウ
タループコマンドＳ9 が生成される。これらのコマンド
Ｓ8 ，Ｓ9は各対応するアクチュエータ（図示せず）へ
出力される。
示すブロック図である。図１中の制御器１６から送られ
てくる設定速度信号Ｓ7 がレートリミッタ３１において
設定値Ｂ１(kt/sec)で制限され、ＧＰＳ／ＩＮＳハイブ
リット慣性航法部１０からの慣性速度信号Ｓ6 と差分が
取られ、速度偏差信号としてリミッタ３２に入力され
る。このリミッタ３２により設定値Ｂ１(kt)で制限され
た信号にゲイン（Ｋ1 ）３３が乗じられ、インナループ
コマンドＳ8 が生成される。また、同時にリミッタ３２
の出力にゲイン（Ｋ2 ）３４が乗じられた信号とゲイン
（Ｋ3 ）３５が乗じられた後、積分器３６により積分さ
れた信号とが加算器３７に入力されて和が取られ、アウ
タループコマンドＳ9 が生成される。これらのコマンド
Ｓ8 ，Ｓ9は各対応するアクチュエータ（図示せず）へ
出力される。
【００１５】次に上記実施例の動作を説明する。まず、
ＧＰＳ／ＩＮＳハイブリット慣性航法部１０において、
ＧＰＳ１２及びＩＮＳ１１からＧＰＳ位置信号（緯度、
経度）、ＩＮＳ位置信号（緯度、経度）、ＧＰＳ速度信
号（南北方向、東西方向）、ＩＮＳ速度信号（南北方
向、東西方向）を航法フィルタ１３に入力し、航法フィ
ルタ１３では、入力信号から観測値としての緯度誤差
（ＩＮＳ緯度−ＧＰＳ緯度）、経度誤差（ＩＮＳ経度−
ＧＰＳ経度）、南北方向速度誤差（ＩＮＳ南北方向速度
−ＧＰＳ南北方向速度）、東西方向速度誤差（ＩＮＳ東
西方向速度−ＧＰＳ東西方向速度）を選び、カルマンフ
ィルタにより速度誤差推定値Ｓ3 を生成する。この際、
航法フィルタ１３では、カルマンフィルタを用いた航法
フィルタ計算を次のようにして行なう。次式はフィルタ
モデルの状態方程式を表したものである。 ｘn ＝Ｆn ｘn ＋ｕ …（１） ｚn ＝Ｈｘn ＋ｖn …（２） 但し、ｘn ：状態変数、Ｆn ：状態遷移行列、ｕ：入力
ノイズ、ｚn ：観測値、Ｈ：観測行列、ｖn ：観測ノイ
ズ、上記（１），（２）式のフィルタモデルに対し、カ
ルマンゲインＫn は次式により計算できる。 Ｋn ＝Ｐn(-)ＨT （ＨＰn(-)ＨT ＋Ｒn ）-1 …（３） Ｐn(+)＝（１−Ｋn Ｈ）Ｐn(-)（１−Ｋn Ｈ）T ＋Ｋn Ｒn Ｋn T …（４） Ｐn+1(-)＝Ｆn Ｐn Ｆn T ＋Ｑ …（５）
ＧＰＳ／ＩＮＳハイブリット慣性航法部１０において、
ＧＰＳ１２及びＩＮＳ１１からＧＰＳ位置信号（緯度、
経度）、ＩＮＳ位置信号（緯度、経度）、ＧＰＳ速度信
号（南北方向、東西方向）、ＩＮＳ速度信号（南北方
向、東西方向）を航法フィルタ１３に入力し、航法フィ
ルタ１３では、入力信号から観測値としての緯度誤差
（ＩＮＳ緯度−ＧＰＳ緯度）、経度誤差（ＩＮＳ経度−
ＧＰＳ経度）、南北方向速度誤差（ＩＮＳ南北方向速度
−ＧＰＳ南北方向速度）、東西方向速度誤差（ＩＮＳ東
西方向速度−ＧＰＳ東西方向速度）を選び、カルマンフ
ィルタにより速度誤差推定値Ｓ3 を生成する。この際、
航法フィルタ１３では、カルマンフィルタを用いた航法
フィルタ計算を次のようにして行なう。次式はフィルタ
モデルの状態方程式を表したものである。 ｘn ＝Ｆn ｘn ＋ｕ …（１） ｚn ＝Ｈｘn ＋ｖn …（２） 但し、ｘn ：状態変数、Ｆn ：状態遷移行列、ｕ：入力
ノイズ、ｚn ：観測値、Ｈ：観測行列、ｖn ：観測ノイ
ズ、上記（１），（２）式のフィルタモデルに対し、カ
ルマンゲインＫn は次式により計算できる。 Ｋn ＝Ｐn(-)ＨT （ＨＰn(-)ＨT ＋Ｒn ）-1 …（３） Ｐn(+)＝（１−Ｋn Ｈ）Ｐn(-)（１−Ｋn Ｈ）T ＋Ｋn Ｒn Ｋn T …（４） Ｐn+1(-)＝Ｆn Ｐn Ｆn T ＋Ｑ …（５）
【００１６】但し、Ｋn ：カルマンゲイン、Ｑ：入力ノ
イズ共分散行列、Ｒn ：観測ノイズ共分散行列、Ｐn
(-)：推定誤差共分散行列（観測更新前）、Ｐn(+)：推
定誤差共分散行列（観測更新後）、誤差推定値＾ｘn(+)
は、（３）、（４）、（５）式より求めたカルマンゲイ
ンから次式により計算できる。 ＾ｘn(+)＝＾ｘn(-)＋Ｋn （ｚn −Ｈ＾ｘn(-)）…（６） ＾ｘn+1(-)＝Ｆn ＾ｘn(+) …（７） 但し、＾ｘn(-)：誤差推定値（観測更新前）、＾ｘn
(+)：誤差推定値（観測更新後）、
イズ共分散行列、Ｒn ：観測ノイズ共分散行列、Ｐn
(-)：推定誤差共分散行列（観測更新前）、Ｐn(+)：推
定誤差共分散行列（観測更新後）、誤差推定値＾ｘn(+)
は、（３）、（４）、（５）式より求めたカルマンゲイ
ンから次式により計算できる。 ＾ｘn(+)＝＾ｘn(-)＋Ｋn （ｚn −Ｈ＾ｘn(-)）…（６） ＾ｘn+1(-)＝Ｆn ＾ｘn(+) …（７） 但し、＾ｘn(-)：誤差推定値（観測更新前）、＾ｘn
(+)：誤差推定値（観測更新後）、
【００１７】上記のようにして航法フィルタ１３により
生成した速度誤差推定値（δＶ）Ｓ3 を図２に詳細を示
す速度補正スムージング回路１４へ出力してスムージン
グ処理する。すなわち、誤差推定値δＶ（ステップ的に
変化する）に対して誤差推定のサンプリングＴで以下の
ようにスムージングを行なう。この時スムージングのレ
ートを設定値Ｂv で制限する。
生成した速度誤差推定値（δＶ）Ｓ3 を図２に詳細を示
す速度補正スムージング回路１４へ出力してスムージン
グ処理する。すなわち、誤差推定値δＶ（ステップ的に
変化する）に対して誤差推定のサンプリングＴで以下の
ようにスムージングを行なう。この時スムージングのレ
ートを設定値Ｂv で制限する。
【００１８】まず、誤差推定値δＶを速度誤差推定値信
号判定回路２１で設定値Ｂv1(kt)に対して大小を判定す
る。誤差推定値δＶがＢv1(kt)より大の場合は、更に信
号レート判定部２２において、速度誤差推定値Ｓ3 をサ
ンプリングＴで除した値とＢv2(kt/sec)と大小比較を行
ない、δＶ(Kt)／Ｔ(sec) ＞Ｂv(kt/sec) の場合は、速
度誤差補正値計算部２３で、 δＶ´＝Ｂv ＊ｔ 但し、δＶ´：スムージング後の誤差推定値(Kt)、ｔ：
時間(sec) 、 により誤差補正を行なう。また、δＶ(Kt)／Ｔ(sec) ≦
Ｂv(kt/sec) の場合は、速度誤差補正値計算部２４で、 δＶ´＝δＶ／Ｔ＊ｔ により誤差補正を行なう。
号判定回路２１で設定値Ｂv1(kt)に対して大小を判定す
る。誤差推定値δＶがＢv1(kt)より大の場合は、更に信
号レート判定部２２において、速度誤差推定値Ｓ3 をサ
ンプリングＴで除した値とＢv2(kt/sec)と大小比較を行
ない、δＶ(Kt)／Ｔ(sec) ＞Ｂv(kt/sec) の場合は、速
度誤差補正値計算部２３で、 δＶ´＝Ｂv ＊ｔ 但し、δＶ´：スムージング後の誤差推定値(Kt)、ｔ：
時間(sec) 、 により誤差補正を行なう。また、δＶ(Kt)／Ｔ(sec) ≦
Ｂv(kt/sec) の場合は、速度誤差補正値計算部２４で、 δＶ´＝δＶ／Ｔ＊ｔ により誤差補正を行なう。
【００１９】また、上記速度誤差推定値信号判定回路２
１で、速度誤差推定値Ｓ3 が設定値Ｂv1(kt)以下と判定
された場合は、速度誤差補正値計算部２５において誤差
補正を行なう。
１で、速度誤差推定値Ｓ3 が設定値Ｂv1(kt)以下と判定
された場合は、速度誤差補正値計算部２５において誤差
補正を行なう。
【００２０】上記のようにして速度誤差補正値計算部２
３，２４，２５で計算された結果が、速度補正スムージ
ング回路１４より速度誤差補正値Ｓ4 として出力され、
減算器１５へ送られる。この減算器１５は、ＩＮＳ１１
から出力されるＩＮＳ速度信号Ｓ5 より、上記速度誤差
補正値Ｓ4 を差し引いて慣性速度信号（Ｖｘ，Ｖｙ）Ｓ
6 を生成し、制御器１６により設定される設定速度信号
Ｓ7 と共に図３に詳細を示す速度保持制御則１７に出力
する。
３，２４，２５で計算された結果が、速度補正スムージ
ング回路１４より速度誤差補正値Ｓ4 として出力され、
減算器１５へ送られる。この減算器１５は、ＩＮＳ１１
から出力されるＩＮＳ速度信号Ｓ5 より、上記速度誤差
補正値Ｓ4 を差し引いて慣性速度信号（Ｖｘ，Ｖｙ）Ｓ
6 を生成し、制御器１６により設定される設定速度信号
Ｓ7 と共に図３に詳細を示す速度保持制御則１７に出力
する。
【００２１】速度保持制御則１７は、図１の制御器１６
から送られてくる設定速度信号Ｓ7をレートリミッタ３
１により設定値Ｂ１(kt/sec)で制限し、ハイブリット慣
性航法部１０からの慣性速度信号Ｓ6 と差分を取り、速
度偏差信号としてリミッタ３２に入力する。そして、こ
のリミッタ３２により設定値Ｂ１(kt)で制限された信号
にゲイン（Ｋ1 ）３３を乗じ、インナループコマンドＳ
8 生成する。また、同時にリミッタ３２の出力にゲイン
（Ｋ2 ）３４を乗じた信号とゲイン（Ｋ3 ）３５を乗じ
た後、積分器３６により積分した信号との和を取り、ア
ウタループコマンドＳ9 を生成する。この場合、上記速
度偏差信号がゼロとなるように各アクチュエータへのコ
マンドＳ8 ，Ｓ9 を出力し、フィードバック制御を行な
う。
から送られてくる設定速度信号Ｓ7をレートリミッタ３
１により設定値Ｂ１(kt/sec)で制限し、ハイブリット慣
性航法部１０からの慣性速度信号Ｓ6 と差分を取り、速
度偏差信号としてリミッタ３２に入力する。そして、こ
のリミッタ３２により設定値Ｂ１(kt)で制限された信号
にゲイン（Ｋ1 ）３３を乗じ、インナループコマンドＳ
8 生成する。また、同時にリミッタ３２の出力にゲイン
（Ｋ2 ）３４を乗じた信号とゲイン（Ｋ3 ）３５を乗じ
た後、積分器３６により積分した信号との和を取り、ア
ウタループコマンドＳ9 を生成する。この場合、上記速
度偏差信号がゼロとなるように各アクチュエータへのコ
マンドＳ8 ，Ｓ9 を出力し、フィードバック制御を行な
う。
【００２２】上記のようにハイブリット慣性航法部１０
より出力される慣性速度信号Ｓ6 を使用し、速度保持制
御則１７によりホバリング時の速度制御を行なうことに
より、慣性空間上での定点ホバリングを可能とすること
ができる。
より出力される慣性速度信号Ｓ6 を使用し、速度保持制
御則１７によりホバリング時の速度制御を行なうことに
より、慣性空間上での定点ホバリングを可能とすること
ができる。
【００２３】なお、上記説明において、縦（ピッチ）及
び横（ロール）の制御軸の区別は行なっていないが、ど
ちらもゲインを調整することで実現可能である。従っ
て、上記の説明は、ピッチ及びロールの双方に適用でき
る。
び横（ロール）の制御軸の区別は行なっていないが、ど
ちらもゲインを調整することで実現可能である。従っ
て、上記の説明は、ピッチ及びロールの双方に適用でき
る。
【００２４】
【発明の効果】以上詳記したように本発明の自動飛行制
御システムを適用することによって、海上ホバリングで
の海面の影響（潮流、表層流）を受けず、慣性空間上で
の定点ホバリングを可能が可能となる。従って、ヘリコ
プタによる救難活動等、海上での悪天候、遭難船付近の
ホバリング等に威力を発揮することができる。また、本
発明の自動飛行制御システムによれば、ＩＶＳ等のフィ
ルタリングが必要ないためコンパクトな制御器で速度保
持制御を実現できる。
御システムを適用することによって、海上ホバリングで
の海面の影響（潮流、表層流）を受けず、慣性空間上で
の定点ホバリングを可能が可能となる。従って、ヘリコ
プタによる救難活動等、海上での悪天候、遭難船付近の
ホバリング等に威力を発揮することができる。また、本
発明の自動飛行制御システムによれば、ＩＶＳ等のフィ
ルタリングが必要ないためコンパクトな制御器で速度保
持制御を実現できる。
【図１】本発明の一実施例に係る自動飛行制御システム
のブロック図。
のブロック図。
【図２】同実施例における速度補正スムージング回路の
詳細を示すブロック図。
詳細を示すブロック図。
【図３】同実施例における速度保持制御則の詳細を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図４】従来の自動飛行制御システムを示すブロック
図。
図。
１０…ＧＰＳ／ＩＮＳハイブリット慣性航法部、１１…
ＩＮＳ、１２…ＧＰＳ、１３…制御器、１４…速度補正
スムージング回路、１５…減算器、１６…制御器、１７
…速度保持制御則、２１…速度誤差推定値信号判定回
路、２２…信号レート判定部、２３〜２５…速度誤差補
正値計算部、３１…レートリミッタ、３２…リミッタ、
３３〜３５…ゲイン、３６…積分器。
ＩＮＳ、１２…ＧＰＳ、１３…制御器、１４…速度補正
スムージング回路、１５…減算器、１６…制御器、１７
…速度保持制御則、２１…速度誤差推定値信号判定回
路、２２…信号レート判定部、２３〜２５…速度誤差補
正値計算部、３１…レートリミッタ、３２…リミッタ、
３３〜３５…ゲイン、３６…積分器。
Claims (1)
- 【請求項１】 慣性航法装置としてＧＰＳ及びＩＮＳを
備え、上記ＧＰＳとＩＮＳによるハイブリット慣性航法
を行なうＧＰＳ／ＩＮＳハイブリット慣性航法部及びホ
バリング速度を設定する制御器を有するヘリコプタの自
動飛行制御システムにおいて、上記ＧＰＳ／ＩＮＳハイ
ブリット慣性航法部より出力される３軸の慣性速度信号
に基づいて、機体のホバリング時の縦方向及び横方向の
速度を制御させることを特徴とする自動飛行制御システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00705692A JP3377532B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 自動飛行制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00705692A JP3377532B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 自動飛行制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05193574A true JPH05193574A (ja) | 1993-08-03 |
| JP3377532B2 JP3377532B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=11655413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00705692A Expired - Lifetime JP3377532B2 (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 自動飛行制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3377532B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002337793A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 航空機の飛行制御装置 |
| JP2003131741A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-05-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 移動体の高精度誘導装置 |
| JP2007290605A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Yamaha Motor Co Ltd | 無人ヘリコプタ |
| JP2016125921A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 三菱プレシジョン株式会社 | 速度計測装置及び移動物体 |
-
1992
- 1992-01-20 JP JP00705692A patent/JP3377532B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002337793A (ja) * | 2001-05-16 | 2002-11-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 航空機の飛行制御装置 |
| JP2003131741A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-05-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 移動体の高精度誘導装置 |
| JP2007290605A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Yamaha Motor Co Ltd | 無人ヘリコプタ |
| JP2016125921A (ja) * | 2015-01-05 | 2016-07-11 | 三菱プレシジョン株式会社 | 速度計測装置及び移動物体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3377532B2 (ja) | 2003-02-17 |
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