JPS5836798A - Controller for attitude of satellite - Google Patents

Controller for attitude of satellite

Info

Publication number
JPS5836798A
JPS5836798A JP56136376A JP13637681A JPS5836798A JP S5836798 A JPS5836798 A JP S5836798A JP 56136376 A JP56136376 A JP 56136376A JP 13637681 A JP13637681 A JP 13637681A JP S5836798 A JPS5836798 A JP S5836798A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
satellite
wheel
attitude
attitude control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP56136376A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6135040B2 (en
Inventor
敬一 平子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP56136376A priority Critical patent/JPS5836798A/en
Publication of JPS5836798A publication Critical patent/JPS5836798A/en
Publication of JPS6135040B2 publication Critical patent/JPS6135040B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は人工衛星に搭載される姿勢制御用リアクシ、ン
ホイールを用いた衛星姿勢制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a satellite attitude control device using an attitude control reactor wheel mounted on an artificial satellite.

例えば三軸姿勢制御衛星等では、その姿勢制御用アクチ
ュエータとしてリアクシ、ンホイールを多く用いている
。すなわち衛星の姿勢は衛星本体に作用する外乱トルク
等によシ衛星本体の回転モーメントが変動して衛星姿勢
誤差が生じる。上記姿勢誤差をセンサ等で検出し、この
検出信号に基いて姿勢制御ロジック部によシホイール駆
動信号を生成し、この駆動信号によってリアクシ、ンホ
イールの回転数を増減制御する。このときリアクシ、ン
ホイールに生じる反作用トルクによりて衛星姿勢誤差を
修正する。
For example, three-axis attitude control satellites often use reactor wheels as their attitude control actuators. That is, the attitude of the satellite varies due to disturbance torque acting on the satellite body, and the rotational moment of the satellite body fluctuates, resulting in a satellite attitude error. The attitude error is detected by a sensor or the like, and based on this detection signal, an attitude control logic section generates a wheel drive signal, and this drive signal controls increasing/decreasing of the rotational speed of the reaction wheel. At this time, the satellite attitude error is corrected by the reaction torque generated in the reaction wheel.

換言すれば、外乱トルクによって生じる衛星本体の回転
そ−メンFをリアクシ、ンホイールの回転篭−メントに
よって吸収し、衛星本体の回転を零にして衛星の姿勢を
保持するのである。
In other words, the rotational component F of the satellite main body caused by the disturbance torque is absorbed by the rotating cage of the reaction wheel, and the rotation of the satellite main body is brought to zero to maintain the attitude of the satellite.

第1図は従来のリアクシ、ンホイールの概略構造を示す
亀のであり、ロータ1はペアリング2を介してシャフト
3に回転自在に取り付けられてか〉、このロータ1はス
テータ(図示せず)に励起信号(駆動信号)が供給され
ることによって駆動されるようになっている。
Figure 1 shows the schematic structure of a conventional reactor wheel, in which a rotor 1 is rotatably attached to a shaft 3 via a pairing 2, and a stator (not shown) is attached to the rotor 1. It is designed to be driven by supplying an excitation signal (drive signal) to.

とζろでリアクシ、ンホイールを駆動するための駆動装
置の従来例として1リアクシ、ンホイール方式を第2図
に示す。衛星の姿勢1.レートは外乱トルクによって変
動するのであるが、上記姿勢、レートをセンサ21で検
出する。姿勢制御ロジ、り部22は、センサ21の検出
信号に基いてホイール駆動信号を生成し、1個のリアク
シ、ンホイール23を駆動する。これによってホイール
のロータの回転が増減し、その時に発生する反作用トル
クによって衛星の姿勢が制御される。換言すれば、衛星
本体の回転モーメントをロータが吸収することによりて
、衛星姿勢誤差を零に保持するのである。
As a conventional example of a drive device for driving a rear axle and a wheel with a single rear axle and a wheel, a single rear axle and a wheel system is shown in FIG. Satellite attitude 1. The rate varies depending on the disturbance torque, and the sensor 21 detects the above attitude and rate. The attitude control logic section 22 generates a wheel drive signal based on the detection signal of the sensor 21, and drives one reaction wheel 23. This increases or decreases the rotation of the wheel's rotor, and the reaction torque generated at that time controls the satellite's attitude. In other words, the rotor absorbs the rotational moment of the satellite body, thereby maintaining the satellite attitude error at zero.

ところが衛星に作用する外乱トルク等の極性は常に一定
ではないので、ホイールのロータの回転が反転する(ゼ
ロクロスと呼ぶ)場合が生じる。このゼロクロス時に、
ロータとシャフトとの間に介在するベアリングの固体摩
擦等の影響によって不動帯が生じ、ロータが円滑に反転
できず、衛星姿勢が変動するという欠点がちる。
However, since the polarity of disturbance torque and the like acting on the satellite is not always constant, there are cases where the rotation of the wheel rotor is reversed (called a zero cross). At this zero cross,
The disadvantage is that a stationary band is created due to the solid friction of the bearings interposed between the rotor and the shaft, which prevents the rotor from rotating smoothly and causes the satellite attitude to fluctuate.

一方、第3図は2つのスキャニングホイール31゜S2
を用いて姿勢誤差の検出および灸−勢制御をを行なう2
リアクシ、ンホイール方式の駆動装置の従来例を示す、
姿勢制御ロジ、り部33は、←)駆動信号または0駆動
信号を生成し、(→駆動信号により←)ロータを加速さ
せ、←)ロータを減速させ、(ハ)駆動信号によシ←)
ロータを減速させ、0ロータを加速させる。
On the other hand, Fig. 3 shows two scanning wheels 31°S2.
Detection of posture errors and moxibustion force control using
A conventional example of a rear-wheel drive system is shown below.
The attitude control logic unit 33 generates ←) a drive signal or a 0 drive signal, (←) accelerates the rotor according to the drive signal, ←) decelerates the rotor, and (c) generates a drive signal ←).
The rotor is decelerated and the 0 rotor is accelerated.

しかし第3図の装置においては、各ホイール11.81
共にセンナの機能を兼ね備えているため1方向にしか回
転できず、またロータ回転数も成る値以下に出来ない、
したがりてホイール2個搭載しているにも拘らず、−ホ
イールで吸収できる衛星本体の回転モーメント量が小さ
く効率が悪いという欠点がある。
However, in the device of FIG. 3, each wheel 11.81
Since both have the function of a senna, they can only rotate in one direction, and the rotor rotation speed cannot be lowered below the specified value.
Therefore, even though two wheels are mounted, the amount of rotational moment of the satellite body that can be absorbed by the two wheels is small, resulting in poor efficiency.

本発明は上記の欠点を除去すべくなされたもので、同軸
的に配置された2個のロータを有する1個のリアクシ、
ンホイールの各ロータラ各別に駆動することによって、
ホイールゼロクロスの発生を肪止でき、衛星姿勢制御の
精度を向上し得る衛1姿勢制御装置を提供するものであ
る。
The present invention has been made to eliminate the above-mentioned drawbacks, and consists of a single rear axle having two coaxially arranged rotors;
By driving each rotor of the wheel separately,
An object of the present invention is to provide a satellite attitude control device that can prevent the occurrence of wheel zero crossings and improve the accuracy of satellite attitude control.

以下図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明する
An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第4図は本発明で使用されるリアクシ、ンホイールの櫃
略構造を示すものであり、シャフト410周りにインナ
ベアリング42を介してインナロータ43を配し、この
インナロータ43の外周にアウタベアリング44を介し
てアウタロータ45を配することによって、両ロータ4
B、4Bを独立に回転可能としている。す表わち両ロー
タ43.45をシャフト41に対して同軸的に設けてい
る。
FIG. 4 shows a schematic structure of a rear axle wheel used in the present invention, in which an inner rotor 43 is arranged around a shaft 410 via an inner bearing 42, and an outer bearing 44 is arranged around the outer periphery of the inner rotor 43. By disposing the outer rotor 45 through the outer rotor 4, both rotors 4
B and 4B can be rotated independently. In other words, both rotors 43 and 45 are provided coaxially with respect to the shaft 41.

第5図(a) 、 (b)は、上記ホイールの基本構造
を示すものであり、第4図中と同一部分には同一符号を
付しており、46はインナロータ43を駆動するために
インチ駆動信号が供給されるインナステータ、41はア
ウタロータ45を駆動するためにアウタ駆動信号が供給
されるアクタステータ、48はケースである。
5(a) and 5(b) show the basic structure of the above-mentioned wheel, and the same parts as in FIG. 4 are given the same reference numerals. An inner stator is supplied with a drive signal, 41 is an acter stator to which an outer drive signal is supplied to drive the outer rotor 45, and 48 is a case.

第6図は本発明に係る衛星姿勢制御装置の一例を示すも
のであり、センサ21は衛星姿勢。
FIG. 6 shows an example of a satellite attitude control device according to the present invention, in which a sensor 21 measures the satellite attitude.

レートを検出してセンサ信号を出力し、とのセンサ信号
に基いて姿勢制御ロジック部e1がインチ駆動信号およ
びアウタ駆動信号を発生する。
The attitude control logic section e1 detects the rate and outputs a sensor signal, and generates an inch drive signal and an outer drive signal based on the sensor signal.

匹まインナ°ロータ48.アクタロータ45共に回転範
囲は基準回転数を中心に一1500〜+150Orpm
であるものとして動作説明を行なう・ (、)定常状態の場合。
Inner rotor 48. The rotation range of both the actor rotor 45 is -1500~+150Orpm around the reference rotation speed.
The operation will be explained assuming that (,) in a steady state.

インナロータ41を−1Orpm eアウタロータ45
を+1 Orpmで回転駆動するものとする。
Inner rotor 41 -1 Orpm e Outer rotor 45
is driven to rotate at +1 Orpm.

伽)姿勢、レート誤差によってホイールが(→のモーメ
ンタムを吸収する場合。
伽) If the wheel absorbs the momentum of (→) due to attitude and rate errors.

セy?信号に基いて制御ロジック部61が←)のアクタ
駆動信号を生成し、アクタ闘−夕4sを+150 Or
pm O方向へ増速する。このときインナロータ4 J
a  10 rpmの回転を維持する。
Say? Based on the signal, the control logic unit 61 generates the actor drive signal ←), and increases the actor drive signal by +150 Or
pm Increase speed in O direction. At this time, the inner rotor 4 J
a Maintain rotation at 10 rpm.

(@)ホイールが00モーメンタムを吸収する場合。(@) When the wheel absorbs 00 momentum.

制御ロジック部61が0のインナ駆動信号を生成し、そ
れに続いて0のアウタ駆動信号を生成する。したがって
インナ目−タ43.アウタロータ45共に(へ)方向に
増速される。
The control logic unit 61 generates an inner drive signal of 0, and subsequently generates an outer drive signal of 0. Therefore, the inner number 43. The speed of both the outer rotor 45 is increased in the (towards) direction.

しかしインナロータ43の慣性モーメントををアウタロ
ータ45に比べて小さく設計すると、インナロータ43
の回転数変化がアウタロータ45の回転数変化よシも速
いので、  1500rpmに達するまでにアウタロー
タ45の回転数とインナロータ43の回転数とが一致す
ることはない。
However, if the moment of inertia of the inner rotor 43 is designed to be smaller than that of the outer rotor 45, the inner rotor 43
Since the change in the rotation speed of the outer rotor 45 is faster than the change in the rotation speed of the outer rotor 45, the rotation speed of the outer rotor 45 and the rotation speed of the inner rotor 43 do not match before reaching 1500 rpm.

したがってインナロータ43.アクタロータ45間で相
対速度が零になることは々く、ゼロクロスの発生を防止
できる。。
Therefore, the inner rotor 43. The relative speed between the actor rotors 45 rarely becomes zero, and zero crossing can be prevented from occurring. .

ことで上述した(、) 、 (b) 、 (@)の過程
におけるインナロータ43.アウタロータ45間の回転
数変化を第7図(a) I (b) 、 (c)に示す
Inner rotor 43 in the process of (,), (b), (@) mentioned above. Changes in the rotational speed between the outer rotor 45 are shown in FIGS. 7(a), (b), and (c).

すなわち上記実施例において、制御ロジック部61は以
下の条件を満足するようなインナ駆動信号、アウタ駆動
信号を生成する。
That is, in the above embodiment, the control logic unit 61 generates an inner drive signal and an outer drive signal that satisfy the following conditions.

インナロータ回転数<−IQrpm アクタロータ回転数〉インナロータ回転数なお上記実施
例の数値は一例であり、制i4Iロジック部#1による
ホイール制御は上記実施例に限定されるものではない。
Inner rotor rotational speed<-IQrpm Actor rotor rotational speed>Inner rotor rotational speed The numerical values in the above embodiment are merely examples, and the wheel control by the control i4I logic unit #1 is not limited to the above embodiment.

上述したように本発明によ゛れば、同軸的に配置された
2個のロータを有する1個のリアクシ、ンホイールの各
ロータを、シャフトとインナロータとの相対回転速度お
よびインナロータとアウタロータとの相対回転速度がそ
れぞれ零とならないように駆動するものであり、これに
よりてゼロクロスの発生を防止でき、ゼロクロスによっ
て生じる衛星の姿勢およびレートの変動を防止でき、衛
星姿勢制御を高精度で行なうことが可能な衛星姿勢制御
装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, one reactor having two coaxially arranged rotors, each rotor of a wheel is controlled by the relative rotational speed between the shaft and the inner rotor and the relative rotational speed between the inner rotor and the outer rotor. It is driven so that the relative rotational speed does not become zero. This prevents the occurrence of zero crosses, prevents fluctuations in the satellite attitude and rate caused by zero crosses, and enables highly accurate satellite attitude control. A possible satellite attitude control device can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の衛星姿勢制御用リアクシ、/ホイールを
示す概略構成図、第2図および第3図は従来の衛星姿勢
制御装置の異なる例を示す構成説明図、第4図は本発明
で使用されるリアクシ、ンホイールを示す概略構成図、
第5図(a)。 (b)は第4図のホイールの基本構造を概略的に示す一
部切欠斜視図および縦断面図、第6図は本発明に係る衛
星姿勢制御装置の一実施例を示す構成説明図、第7図(
、) 、 (b) 、 (、)は第6図の装置における
各ロータの回転数変化特性を示す図である。 41・−シャフト、4S−インナロータ、45・・・ア
クタロータ、61・−姿勢制御ロシック部。 第2図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a conventional satellite attitude control rear axis/wheel, FIGS. 2 and 3 are configuration explanatory diagrams showing different examples of conventional satellite attitude control devices, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a conventional satellite attitude control system. A schematic configuration diagram showing the reactor wheels used,
Figure 5(a). (b) is a partially cutaway perspective view and a vertical cross-sectional view schematically showing the basic structure of the wheel shown in FIG. 4, and FIG. Figure 7 (
, ) , (b) , (,) are diagrams showing the rotation speed change characteristics of each rotor in the apparatus of FIG. 6. 41.-Shaft, 4S-Inner rotor, 45.. Actor rotor, 61.-Attitude control Rosic section. Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] シャツ)゛に対して同軸的にインナーータおよびアウタ
四−夕がそれぞれ回転自在に設けられた衛鳳姿勢制御用
すアクシ雪ンホイールと、このホイールと共に人工衛星
に搭載され、衛星の姿勢等の検出信号に基いて前記シャ
ー7Fとインナー−声との相対回転速度および前記イン
ナ四−夕とアウタロータとの相対回転速度がそれぞれ零
とならないように各ロータを駆動する姿勢制御pシック
部とを具備することを特徴とする衛星姿勢制御装置。
An axis wheel for attitude control is provided with an inner rotor and an outer rotor coaxially with respect to the shirt, and the axis wheel is mounted on the satellite together with this wheel to detect the satellite's attitude, etc. and an attitude control p-sick section that drives each rotor based on a signal so that the relative rotational speed between the shear 7F and the inner rotor and the relative rotational speed between the inner rotor and the outer rotor do not become zero. A satellite attitude control device characterized by:
JP56136376A 1981-08-31 1981-08-31 Controller for attitude of satellite Granted JPS5836798A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56136376A JPS5836798A (en) 1981-08-31 1981-08-31 Controller for attitude of satellite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56136376A JPS5836798A (en) 1981-08-31 1981-08-31 Controller for attitude of satellite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5836798A true JPS5836798A (en) 1983-03-03
JPS6135040B2 JPS6135040B2 (en) 1986-08-11

Family

ID=15173708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56136376A Granted JPS5836798A (en) 1981-08-31 1981-08-31 Controller for attitude of satellite

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5836798A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56136377A (en) * 1980-03-27 1981-10-24 Tokyo Electric Co Ltd Printer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56136377A (en) * 1980-03-27 1981-10-24 Tokyo Electric Co Ltd Printer

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6135040B2 (en) 1986-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4732353A (en) Three axis attitude control system
JPH0572177B2 (en)
CN105626688B (en) Active-passive integrated formula recovers the protection bearing arrangement of rotor footpath axial gap from eliminating
JPS59148588A (en) Controlling method for speed of motor
JP3463218B2 (en) Magnetic bearing device
US20020162230A1 (en) Reactionless rotary drive mechanism
JPS5836798A (en) Controller for attitude of satellite
EP1315280B1 (en) Sensor system for controlling a motor
JPH0341705B2 (en)
JPH0493194A (en) Regulation mechanism of rotation range of robot joint part
JPS58217005A (en) Origin detector for robot
JP2601485Y2 (en) Magnetic bearing device
JPS639801Y2 (en)
JP2010509597A (en) Bearing assembly for gimbal servo system
JP2665090B2 (en) Damping device
JPH0753177A (en) Azimuth control for suspended load by gyroscope
JPS5836799A (en) Reaction wheel for controlling attitude of artificial satellite
JPH11156768A (en) Conveying device and its control method
JPH02221808A (en) Magnetic bearing gyro
JPS6055359B2 (en) 3-axis attitude control system for artificial satellites
JPS62230337A (en) High-accuracy large-torque motor
JPS61129399A (en) Attitude controller
JPH0557160B2 (en)
JPS60168915A (en) Control method of magnetic bearing device
JPS6254819A (en) Rotary head assembly for magnetic recording and reproducing device