JPS58183394A - 人工衛星のホイ−ル制御方式 - Google Patents
人工衛星のホイ−ル制御方式Info
- Publication number
- JPS58183394A JPS58183394A JP58056781A JP5678183A JPS58183394A JP S58183394 A JPS58183394 A JP S58183394A JP 58056781 A JP58056781 A JP 58056781A JP 5678183 A JP5678183 A JP 5678183A JP S58183394 A JPS58183394 A JP S58183394A
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- JP
- Japan
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- wheel
- torque
- model
- loss
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- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- B64G1/244—Spacecraft control systems
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
- Control Of Position Or Direction (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】
この発ｑｉｉ姿勢制御をホイールで行なう人工衛星のホ
イール制御方式に関するものである。
イール制御方式に関するものである。
まず、人工衛星の姿勢制御系について説明する。
第１図は人工衛星の姿勢制御系を示すブロック図であっ
て、衛星の姿勢角０）ネ、姿勢角センナ（２）により検
出され、センサ信４３＋３１を発生する。
て、衛星の姿勢角０）ネ、姿勢角センナ（２）により検
出され、センサ信４３＋３１を発生する。
−力姿勢補償回路（４）は姿勢角コマンド信号＋５１と
センサ信号（３）の差である姿勢ｖＡ差信号（６１を人
力として、ホイール（７）にトルクコマンドｆｉ 号ｆ
８１ 全出力する２、このトルクコマンド伊号（８）を
入力として、ホイール１７＋ Ｖｉ作用トルク（９）を
発生し、このトルクにより衛星を希望の姿勢に制御する
。
センサ信号（３）の差である姿勢ｖＡ差信号（６１を人
力として、ホイール（７）にトルクコマンドｆｉ 号ｆ
８１ 全出力する２、このトルクコマンド伊号（８）を
入力として、ホイール１７＋ Ｖｉ作用トルク（９）を
発生し、このトルクにより衛星を希望の姿勢に制御する
。
なお＠ａＦ′ｉ衛星のダイナミクスで、作用トルク（９
１が衛星に働くときの、衛星の姿勢を決定する。
１が衛星に働くときの、衛星の姿勢を決定する。
人工衛Ｍはこのような閉ループにより姿勢が制御されが
、この発明は上鮎したホイール（７）の制御に関するも
のである。
、この発明は上鮎したホイール（７）の制御に関するも
のである。
ｗＪ２図Ｆｉ衛星におけるトルクコマンド方式のホイー
ルを丁すブロック図であって、電ｉｓ還をかけたモータ
はモータ駆動回路Ｑυにより、トルクコマンド信号（８
）に比例するモータトルクＱ３を発生する。この例では
モータ駆動回路Ｏυの伝達関数を□としている。モータ
トルクＱ３は１＋７ｏ＋ａ トルクコマンド信号（８）に比例するけれども、べアリ
ングの摩擦トルク等の原因による損失トルクαＪのため
、実際にホイールに作用するトルク（９）は損失トルク
の分だけ小さくなる。したがってホイールのダイナミク
ス０４により生じるホイール角速度Ｉｓはトルクコマン
ド信号（８）で予想される値よりも小さくなり、これが
姿勢制御ｎ度の劣化を１ねくことになる。なお、上記ダ
イナミクス１１４）の麻はホイールのダイナミクスを伝
達関数の形で表わした本のでＪｗｉ′ｉホイールの慣性
モーメントである。このトルクのオフセットを補償する
ためには、損失トルクａ３に相当するバイアス量をトル
クコマンド信号（８）に加えてやる必要がある。すなわ
ち損失トルク０３が一定の場合は一定バイアスをトルク
コマンド信号（８）に加えてやるだけでよいが、損失ト
ルク０３は一般にホイール回転数、温度等により変化す
るため一定バイアスを加えていてもコマンドトルク信ｌ
号（８）に相当するトルクと実際にホイールに作
用するトルク（９）は次第にずれてくる。このトルクの
ずれが衛星の姿勢１差となるため、このずれはできるだ
け小さくする必要がある。
ルを丁すブロック図であって、電ｉｓ還をかけたモータ
はモータ駆動回路Ｑυにより、トルクコマンド信号（８
）に比例するモータトルクＱ３を発生する。この例では
モータ駆動回路Ｏυの伝達関数を□としている。モータ
トルクＱ３は１＋７ｏ＋ａ トルクコマンド信号（８）に比例するけれども、べアリ
ングの摩擦トルク等の原因による損失トルクαＪのため
、実際にホイールに作用するトルク（９）は損失トルク
の分だけ小さくなる。したがってホイールのダイナミク
ス０４により生じるホイール角速度Ｉｓはトルクコマン
ド信号（８）で予想される値よりも小さくなり、これが
姿勢制御ｎ度の劣化を１ねくことになる。なお、上記ダ
イナミクス１１４）の麻はホイールのダイナミクスを伝
達関数の形で表わした本のでＪｗｉ′ｉホイールの慣性
モーメントである。このトルクのオフセットを補償する
ためには、損失トルクａ３に相当するバイアス量をトル
クコマンド信号（８）に加えてやる必要がある。すなわ
ち損失トルク０３が一定の場合は一定バイアスをトルク
コマンド信号（８）に加えてやるだけでよいが、損失ト
ルク０３は一般にホイール回転数、温度等により変化す
るため一定バイアスを加えていてもコマンドトルク信ｌ
号（８）に相当するトルクと実際にホイールに作
用するトルク（９）は次第にずれてくる。このトルクの
ずれが衛星の姿勢１差となるため、このずれはできるだ
け小さくする必要がある。
この発明はこのような欠点を除去するためになされたも
ので、損失トルクαＪの定常項のみでなく変動による作
用トルク（９）のずれをも補償することができる方式を
提供するもので、以下第３図に示すこの発明の一実施例
について説明する。図においてＱｅ＃″ｉモデルホイー
ル、ａｉＶｉ実際のホイールである。
ので、損失トルクαＪの定常項のみでなく変動による作
用トルク（９）のずれをも補償することができる方式を
提供するもので、以下第３図に示すこの発明の一実施例
について説明する。図においてＱｅ＃″ｉモデルホイー
ル、ａｉＶｉ実際のホイールである。
この発明は、−損失トルクのある実際のホイールｔｎを
損失トルクのない理想的なモデルホイール舖に追従させ
る亭によって損失トルクを補償するようにしだもので、
実際のホイール（ηの構成＃″ｉ第２図と同じである。
損失トルクのない理想的なモデルホイール舖に追従させ
る亭によって損失トルクを補償するようにしだもので、
実際のホイール（ηの構成＃″ｉ第２図と同じである。
一方モデルホイールｒＪＱ＃′ｉ、モータ駆動回路モデ
ルａ８と、ホイールダイナミクスモデル■とから成り、
これは実際のホイールａηのモータ駆動回路ａυとホイ
ールブロック図１４をモデル化したもので、モデルホイ
−ルαｅの伝達関数室；、着は実際のホイール好の伝達
関数□、上を実測等により求１千丁！！１８ Ｊ
ｗＳ めたものをオンボード計算機の内部、あるいはアナログ
回路等で構成される。
ルａ８と、ホイールダイナミクスモデル■とから成り、
これは実際のホイールａηのモータ駆動回路ａυとホイ
ールブロック図１４をモデル化したもので、モデルホイ
−ルαｅの伝達関数室；、着は実際のホイール好の伝達
関数□、上を実測等により求１千丁！！１８ Ｊ
ｗＳ めたものをオンボード計算機の内部、あるいはアナログ
回路等で構成される。
モデルホイール軸は損失トルクのない理想的なホイール
のモデルであり、モデルホイールで発生する作用トルク
（２）は一定入力のトルクコマンド信号（８）に対して
完全に比例する。そこで四−トルクコマンド信号（８）
に対して、実際のホイールの角速度（ハ）がモデルホイ
ールの角速度ぐＤに追従するように、実際のホイール龜
ηにフィードバックをかければ、ホイールの損失トルク
■の影響を補償する事ができる。（２）はモデルホイー
ルの角速度Ｑυと実際のホイールの角速度像９との差（
２）がＯになるように実際のホイール拳ｎにフィードバ
ックをかけるための補償回路である。実際のホイールへ
の人力コマンド＠バドルクコマント信号（８）と補償回
路υからのトルク補償フィードバック信号（２）の和で
ある。定常状態ではフィードバック信号（財）によって
モータ駆動回路１から発生するトルク１よ損失ドルクロ
と同じ大きさとなるため、損失トルクをキャンセルし、
作用トルク（９）ｉｉ）ルクコマンド信号（８）と比例
するようになる。また、損失トルクＣ１３がホイールの
回転数、温度等によって変化しても、モデルホイールの
角速度ａυと実際のホイールの角速度（ハ）の差（至）
をフィードバックしているため、フィードバック信号Ｈ
Ｆｉ損失トルク（１３を打ち消すように変化する。
のモデルであり、モデルホイールで発生する作用トルク
（２）は一定入力のトルクコマンド信号（８）に対して
完全に比例する。そこで四−トルクコマンド信号（８）
に対して、実際のホイールの角速度（ハ）がモデルホイ
ールの角速度ぐＤに追従するように、実際のホイール龜
ηにフィードバックをかければ、ホイールの損失トルク
■の影響を補償する事ができる。（２）はモデルホイー
ルの角速度Ｑυと実際のホイールの角速度像９との差（
２）がＯになるように実際のホイール拳ｎにフィードバ
ックをかけるための補償回路である。実際のホイールへ
の人力コマンド＠バドルクコマント信号（８）と補償回
路υからのトルク補償フィードバック信号（２）の和で
ある。定常状態ではフィードバック信号（財）によって
モータ駆動回路１から発生するトルク１よ損失ドルクロ
と同じ大きさとなるため、損失トルクをキャンセルし、
作用トルク（９）ｉｉ）ルクコマンド信号（８）と比例
するようになる。また、損失トルクＣ１３がホイールの
回転数、温度等によって変化しても、モデルホイールの
角速度ａυと実際のホイールの角速度（ハ）の差（至）
をフィードバックしているため、フィードバック信号Ｈ
Ｆｉ損失トルク（１３を打ち消すように変化する。
以上のように、この発明によればホイールの損失トルク
の定常項だけでなく変動分まで補償することができるた
め、ホイールの損失トルクによる姿勢制御精度の劣化を
著しく改善することができる。
の定常項だけでなく変動分まで補償することができるた
め、ホイールの損失トルクによる姿勢制御精度の劣化を
著しく改善することができる。
Ｗ、１図は人工衛星の姿勢制御系ブロック図の一例を示
す説明図、第２図はトルクコマンド方式のホイールブロ
ック図、第３図はこの発明の一実施例を示すブロック図
である。 図中、０ｕＦｉ姿勢角、（２）は姿勢角センサ、（３１
＃−ｉセンを信号、（４＋ ｉ１姿勢福償回路、（５）
ｉｉ姿勢角コマンド信号、（６）は姿勢誤差信号、（
７１はホイール、（８）はトルクコマンド信号、（９）
はホイールの作用トルク、ａｌｔｉ衛星のダイナミクス
、ａｕｔｉモータ駆動回路、ｎはモータ発生トルク、（
Ｉ湯はホイール損失トルク、Ｉはホイールのグイナミク
ス、（Ｉ５はホイール角速度、輪はモデルホイール、参
ηは実際のホイール、（Ｉ場はモータ駆動回路モデル。 ＠９はホイールダイナミクスモデル、ａｌＩＩ′ｉモデ
ルホイールの作用トルク、（２）はモデルホイールの角
速度、勾は補償回路、（２）はホイール角速度誤差、Ｃ
ｕｔ）ルク補償フィードバック信号、（２）は、実際の
ホイールへの人力コマンドである。 なお図中、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。 代理人 葛 野 信 − 第 １ 図 し２図
す説明図、第２図はトルクコマンド方式のホイールブロ
ック図、第３図はこの発明の一実施例を示すブロック図
である。 図中、０ｕＦｉ姿勢角、（２）は姿勢角センサ、（３１
＃−ｉセンを信号、（４＋ ｉ１姿勢福償回路、（５）
ｉｉ姿勢角コマンド信号、（６）は姿勢誤差信号、（
７１はホイール、（８）はトルクコマンド信号、（９）
はホイールの作用トルク、ａｌｔｉ衛星のダイナミクス
、ａｕｔｉモータ駆動回路、ｎはモータ発生トルク、（
Ｉ湯はホイール損失トルク、Ｉはホイールのグイナミク
ス、（Ｉ５はホイール角速度、輪はモデルホイール、参
ηは実際のホイール、（Ｉ場はモータ駆動回路モデル。 ＠９はホイールダイナミクスモデル、ａｌＩＩ′ｉモデ
ルホイールの作用トルク、（２）はモデルホイールの角
速度、勾は補償回路、（２）はホイール角速度誤差、Ｃ
ｕｔ）ルク補償フィードバック信号、（２）は、実際の
ホイールへの人力コマンドである。 なお図中、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。 代理人 葛 野 信 − 第 １ 図 し２図
Claims (1)
- ホイールを使用して姿勢制御をおこなう人工衛星のホイ
ール制御方式において、姿勢制御精度を劣化させるホイ
ール損失トルクを補償するため、損失トルクのない理想
的なモデルホイールを計算機内部あるいはアナログ回路
等で構成し、そのモデルホイールと実際のホイールとの
角速度の差が零になるように、実際のホイールをモデル
ホイールに追従させることにより、損失トルクの補償を
行なうようＫしたことを特徴とする人工衛星のホイール
制御方式。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3214378A DE3214378C2 (de) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | Einrichtung für die Schwungrad-Regelung eines Satelliten |
| DE32143788 | 1982-04-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58183394A true JPS58183394A (ja) | 1983-10-26 |
Family
ID=6161261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58056781A Pending JPS58183394A (ja) | 1982-04-20 | 1983-03-31 | 人工衛星のホイ−ル制御方式 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58183394A (ja) |
| DE (1) | DE3214378C2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013006593A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Honeywell Internatl Inc | リアクションホイールを使用して姿勢を調節するための方法およびシステム |
| KR20210013628A (ko) * | 2018-07-31 | 2021-02-04 | 록웰 콜린스 도이칠란트 게엠바하 | 우주선 안정화용 모멘텀 휠 장치를 제어하기 위한 제어 시스템 및 제어 방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8616385D0 (en) * | 1986-07-04 | 1986-08-13 | Marconi Space Systems Ltd | Satellite attitude control |
| US5582368A (en) * | 1995-01-23 | 1996-12-10 | Martin Marietta Corp. | Reaction wheel speed observer system |
| FR3066029B1 (fr) * | 2017-05-02 | 2019-07-12 | Airbus Defence And Space Sas | Procede de controle d’attitude d’un engin spatial |
| CN110104217A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-08-09 | 上海卫星工程研究所 | 卫星姿态控制与大角动量补偿复用飞轮的构形与控制方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5493781A (en) * | 1978-01-06 | 1979-07-25 | Hitachi Ltd | Driver of servo-system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3968352A (en) * | 1974-05-17 | 1976-07-06 | Sperry Rand Corporation | Torque control system for reaction wheel assemblies and the like |
-
1982
- 1982-04-20 DE DE3214378A patent/DE3214378C2/de not_active Expired
-
1983
- 1983-03-31 JP JP58056781A patent/JPS58183394A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5493781A (en) * | 1978-01-06 | 1979-07-25 | Hitachi Ltd | Driver of servo-system |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013006593A (ja) * | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Honeywell Internatl Inc | リアクションホイールを使用して姿勢を調節するための方法およびシステム |
| KR20210013628A (ko) * | 2018-07-31 | 2021-02-04 | 록웰 콜린스 도이칠란트 게엠바하 | 우주선 안정화용 모멘텀 휠 장치를 제어하기 위한 제어 시스템 및 제어 방법 |
| JP2021532711A (ja) * | 2018-07-31 | 2021-11-25 | ロックウェル コリンズ ドイチェラント ゲーエムベーハー | 宇宙船を安定させるためのモーメンタムホイール装置を制御する制御システム及び制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3214378A1 (de) | 1983-10-27 |
| DE3214378C2 (de) | 1985-12-19 |
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