JPS6218398A - 人工衛星の制御装置 - Google Patents
人工衛星の制御装置Info
- Publication number
- JPS6218398A JPS6218398A JP60156314A JP15631485A JPS6218398A JP S6218398 A JPS6218398 A JP S6218398A JP 60156314 A JP60156314 A JP 60156314A JP 15631485 A JP15631485 A JP 15631485A JP S6218398 A JPS6218398 A JP S6218398A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manipulator
- artificial satellite
- force
- attitude
- satellite
- 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.)
- Pending
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (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、宇宙空間での組立て２回収、保守などの作
業に使用されるマニピュレータを有する人工衛星の位置
、姿勢を制御する制御装置に関するものである。
業に使用されるマニピュレータを有する人工衛星の位置
、姿勢を制御する制御装置に関するものである。
従来、マニピュレータを有する人工衛星とじてハ、米国
のスば一スシャトルがある。これは、カナダアームと呼
ばれる全長が約１５７Ｆ！のマニピュレータを持つ非常
に規模の大きな人工衛星である。
のスば一スシャトルがある。これは、カナダアームと呼
ばれる全長が約１５７Ｆ！のマニピュレータを持つ非常
に規模の大きな人工衛星である。
第３図は従来のマニピュレータを有する人工衛星の制御
装置を示すブロック構成図である。図において、ｌは各
種の指令値を処理するステアリングプロセッサ、２はス
テアリングプロセッサ１から位置、姿勢に関Ｔるコマン
ドを受は取るＲＣ８（リアクション争コントロール幸シ
ステム）プロセッサ、３はＲＣＳプロセッサ２によって
駆動されるＲＣＳジェット、４はスに一スシャトル本体
である。
装置を示すブロック構成図である。図において、ｌは各
種の指令値を処理するステアリングプロセッサ、２はス
テアリングプロセッサ１から位置、姿勢に関Ｔるコマン
ドを受は取るＲＣ８（リアクション争コントロール幸シ
ステム）プロセッサ、３はＲＣＳプロセッサ２によって
駆動されるＲＣＳジェット、４はスに一スシャトル本体
である。
次に、上記第３図に示す従来のマニピュレータを有する
人工衛星の制御装置の動作について説明する。スば一ス
シャトルのような人工衛星の位置、姿勢を自動又は手動
で制御Ｔる際の指令値はステアリングプロセッサ１に入
力され、姿勢については人工衛星の姿勢角、姿勢角速度
との偏差が求められる。次いで１位置のコマンドと姿勢
の偏差はＲＣＳプロセッサ２に入力さｍ、Ｒｃｓジェッ
ト３の駆動信〜号を発生する。マニピュレータの運動に
よりマニピュレータのノ１ンドに働く力やマニピュレー
タのペイロードの持つ慣性力は、スに一スシャトル本体
４の位置、姿勢に影響する。しかし、これらの影響は他
の外乱と等価なものとみなされ、上記の制御装置では、
特にマニピュレータの影響を考慮することなく、スペー
スシャトル本体４の位置、姿勢を制御するようにしてい
る。
人工衛星の制御装置の動作について説明する。スば一ス
シャトルのような人工衛星の位置、姿勢を自動又は手動
で制御Ｔる際の指令値はステアリングプロセッサ１に入
力され、姿勢については人工衛星の姿勢角、姿勢角速度
との偏差が求められる。次いで１位置のコマンドと姿勢
の偏差はＲＣＳプロセッサ２に入力さｍ、Ｒｃｓジェッ
ト３の駆動信〜号を発生する。マニピュレータの運動に
よりマニピュレータのノ１ンドに働く力やマニピュレー
タのペイロードの持つ慣性力は、スに一スシャトル本体
４の位置、姿勢に影響する。しかし、これらの影響は他
の外乱と等価なものとみなされ、上記の制御装置では、
特にマニピュレータの影響を考慮することなく、スペー
スシャトル本体４の位置、姿勢を制御するようにしてい
る。
上記のような従来の人工衛星の制御装置は以上のように
構成されているので、スペースシャトルのような非常に
規模の大きな人工衛星においては。
構成されているので、スペースシャトルのような非常に
規模の大きな人工衛星においては。
マニピュレータの運動の影響もさほど大きくならないた
めに、上記した制御装置によって人工衛星の位置、姿勢
を制御することができる。しかしながら、小型の人工衛
星でマニピュレータを有する場合には、このマニピュレ
ータの運動の影響が相対的に大きくなり、この影響を考
慮した上で制御装置における制御系を構成することが必
要になるという問題点があった。
めに、上記した制御装置によって人工衛星の位置、姿勢
を制御することができる。しかしながら、小型の人工衛
星でマニピュレータを有する場合には、このマニピュレ
ータの運動の影響が相対的に大きくなり、この影響を考
慮した上で制御装置における制御系を構成することが必
要になるという問題点があった。
この発明は、かか１問題点を解決するためになされたも
ので１人工衛星が比較的に小型の場合にも、マニピュレ
ータの運動が人工衛星の位置、姿勢にあまり影響を与え
ないような人工衛星の制御装置を得ることを目的とする
。
ので１人工衛星が比較的に小型の場合にも、マニピュレ
ータの運動が人工衛星の位置、姿勢にあまり影響を与え
ないような人工衛星の制御装置を得ることを目的とする
。
この発明に係る人工衛星の制御装置は、マニピュレータ
に力／トルクセンサを備えることｌこより、マニピュレ
ータのノ・ンドに働く力／トルクや、ペイロードの持つ
慣性力／トルクを直接に測定し。
に力／トルクセンサを備えることｌこより、マニピュレ
ータのノ・ンドに働く力／トルクや、ペイロードの持つ
慣性力／トルクを直接に測定し。
その影響分を制御装置におけるフィードフォワードに補
償するようにしたものである。
償するようにしたものである。
この発明の人工衛星の制御装置においては、マニピュレ
ータに力／トルクセンサを備えて、マニピュレータのハ
ンドに働く力／トルクやはイロードの持つ慣性力／トル
クを直接に測定し、これらの値からマニピュレータの運
動が人工衛星に及ぼす反作用力／トルクを推定し、その
推定量分だけ制御装置におけるフィードフォワードに補
償するようにしたので、小型の人工衛星が有するマニピ
ュレータの運動が人工衛星の位置、姿勢にあまり影響を
与えないように制御することができる。
ータに力／トルクセンサを備えて、マニピュレータのハ
ンドに働く力／トルクやはイロードの持つ慣性力／トル
クを直接に測定し、これらの値からマニピュレータの運
動が人工衛星に及ぼす反作用力／トルクを推定し、その
推定量分だけ制御装置におけるフィードフォワードに補
償するようにしたので、小型の人工衛星が有するマニピ
ュレータの運動が人工衛星の位置、姿勢にあまり影響を
与えないように制御することができる。
第１図はこの発明の一実施例である人工衛星の制御装置
で対象とするマニピュレータを有する人工衛星の概要を
示す斜視図である。図において。
で対象とするマニピュレータを有する人工衛星の概要を
示す斜視図である。図において。
５は人工衛星本体、６はマニピュレータ、７はマニピュ
レータに取り付けられた力／トルクセンサ。
レータに取り付けられた力／トルクセンサ。
８はマニピュレータ６のハンド、９はハンド８がつかん
でいるペイロードである。
でいるペイロードである。
第２図はこの発明の一実施例である人工衛星の制御装置
を示すブロック構成図である。図において、５は人工衛
星本体、７は力／トルクセンサ。
を示すブロック構成図である。図において、５は人工衛
星本体、７は力／トルクセンサ。
１０は人工衛星本体５の位置、姿勢の指令値と、実際の
位置、姿勢との偏差からフィードバック補償を行うフィ
ードバック制演算部、１１はマニピュレータ６に取り付
けられた力／トルクセンサ７の信号を用いてフィードフ
ォワードに補償を行うフィードフォワード演算部、１２
はフィードバック演算部１０とフィードフォワード演算
部１１の各出力値の和によって人工衛星本体５を駆動す
る位置、姿勢駆動装置である。
位置、姿勢との偏差からフィードバック補償を行うフィ
ードバック制演算部、１１はマニピュレータ６に取り付
けられた力／トルクセンサ７の信号を用いてフィードフ
ォワードに補償を行うフィードフォワード演算部、１２
はフィードバック演算部１０とフィードフォワード演算
部１１の各出力値の和によって人工衛星本体５を駆動す
る位置、姿勢駆動装置である。
次に、上記第２図に示すこの発明の一実施例である人工
衛星の制御装置の動作について、第１図を参照して説明
する。まず１人工衛星本体５の位置、姿勢の指令値と実
際の位置、姿勢との偏差からフィードバック演算部１０
によってフィードバック補償に必要な演算を行う。なお
１人工衛星本体５の位置、姿勢（特に位ｔ）が検出でき
ない場合も考えられるが、この場合には、フィードバッ
ク演算部１０ではフィードバック補償を行わず。
衛星の制御装置の動作について、第１図を参照して説明
する。まず１人工衛星本体５の位置、姿勢の指令値と実
際の位置、姿勢との偏差からフィードバック演算部１０
によってフィードバック補償に必要な演算を行う。なお
１人工衛星本体５の位置、姿勢（特に位ｔ）が検出でき
ない場合も考えられるが、この場合には、フィードバッ
ク演算部１０ではフィードバック補償を行わず。
人工衛星本体５の位置、姿勢の指令値だけから位置、姿
勢駆動装置１２に対して適当となるような演算を行う。
勢駆動装置１２に対して適当となるような演算を行う。
また、マニピュレータ６の力／トルクセンサ７の信号は
、マニピュレータ６のノーンド８に働く力／トルクや（
イロード９の慣性力／トルクを示している。ここで、こ
れらの力／トルクが人工衛星本体５に及ぼす反作用力ｆ
ｒや反作用トルクｆＬ１ハ、 マニピユレータ６自体の
持つ慣性を無視すれば１次のように容易に求められる。
、マニピュレータ６のノーンド８に働く力／トルクや（
イロード９の慣性力／トルクを示している。ここで、こ
れらの力／トルクが人工衛星本体５に及ぼす反作用力ｆ
ｒや反作用トルクｆＬ１ハ、 マニピユレータ６自体の
持つ慣性を無視すれば１次のように容易に求められる。
／ｙ＝ ／５ｔｒ−ｔｓ＋ ＋ｒ ｘ ｆ８ただし、／
ｌは力／トルクセンサ７の力の信号値でＳす、ｔ８は力
／トルクセンサ７のトルクの信号値である。１ｒは人工
衛星本体５の質量中心から力／トルクセンサ７の位置を
指す位置ベクトルであり。
ｌは力／トルクセンサ７の力の信号値でＳす、ｔ８は力
／トルクセンサ７のトルクの信号値である。１ｒは人工
衛星本体５の質量中心から力／トルクセンサ７の位置を
指す位置ベクトルであり。
マニピュレータ６の姿勢から容易に求めることができる
。また、×はベクトル間の外積操作を表わ丁。さて１以
上のような計算によってマニピュレータ６の運動が人工
衛星本体５に及ぼす反作用力４、反作用トルク１ｒを推
定し、これをフィードフォワードに補償するのがフィー
ドフォワード演算部１１の働きである。位置、姿勢駆動
装置１２では、フィードバック演算部ｌＯとフィードフ
ォワード演算部１１の各出力値を加えて、その値からス
ラスタやホイールにより人工衛星本体５を駆動する。
。また、×はベクトル間の外積操作を表わ丁。さて１以
上のような計算によってマニピュレータ６の運動が人工
衛星本体５に及ぼす反作用力４、反作用トルク１ｒを推
定し、これをフィードフォワードに補償するのがフィー
ドフォワード演算部１１の働きである。位置、姿勢駆動
装置１２では、フィードバック演算部ｌＯとフィードフ
ォワード演算部１１の各出力値を加えて、その値からス
ラスタやホイールにより人工衛星本体５を駆動する。
なお、上記実施例では、力／トルクセッサ７がマニピュ
レータのハンド８の部分にある場合を示しているが、こ
８畜置はマニピュレータ６の途中や、マニピュレータ６
を人工衛星本体５５こ取り付ける部分であっても良い。
レータのハンド８の部分にある場合を示しているが、こ
８畜置はマニピュレータ６の途中や、マニピュレータ６
を人工衛星本体５５こ取り付ける部分であっても良い。
特に、マニピユレータ６自体の慣性が無視できない場合
は、マニピュレータ６の取付部に配置Ｔるのが効果的で
ある。
は、マニピュレータ６の取付部に配置Ｔるのが効果的で
ある。
この発明は以上説明したとおり１人工衛星の制御−Ｈｅ
において、マニピュレータに力／トルクセンサを備え、
マニピュレータのハンドに働く力／トルクや、マニピュ
レータのペイロードの持つ慣性力／トルクを直接に測定
し、これらの値からマニピュレータの運動が人工衛星に
及ぼす影響をフィードフォワードに補償Ｔるように構成
したので。
において、マニピュレータに力／トルクセンサを備え、
マニピュレータのハンドに働く力／トルクや、マニピュ
レータのペイロードの持つ慣性力／トルクを直接に測定
し、これらの値からマニピュレータの運動が人工衛星に
及ぼす影響をフィードフォワードに補償Ｔるように構成
したので。
人工衛星が比較的に小型な場合にも、マニピュレータ作
業時に人工衛星の位置や姿勢があまり影響を受けること
なく、極めて効率的に作業を逐行できるという優れた効
果を奏Ｔるものである。
業時に人工衛星の位置や姿勢があまり影響を受けること
なく、極めて効率的に作業を逐行できるという優れた効
果を奏Ｔるものである。
第１図はこの発明の一実施例である人工衛星の制御：Ａ
１１ｔで対象とするマニピュレータを有する人工衛星
の概要を示す斜視図、第２図はこの発明の一実施例であ
る人工衛星の制御装置を示すブロック構成図、第３図は
従来のマニピュレータを有Ｔる人工衛星の制御ｇ＆置を
示すブロック構成図である。 図１こおいて、５・・・人工衛星本体、６・・・マニピ
ュレータ、７・・・力／トルクセンサ、８・・・ハンド
、９・・・ペイロード、１０・・・フィードバック演算
部、１１・・・フィードフォワード演算部、１２・・・
位置、姿勢駆動装置である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相轟部分を示す。
１１ｔで対象とするマニピュレータを有する人工衛星
の概要を示す斜視図、第２図はこの発明の一実施例であ
る人工衛星の制御装置を示すブロック構成図、第３図は
従来のマニピュレータを有Ｔる人工衛星の制御ｇ＆置を
示すブロック構成図である。 図１こおいて、５・・・人工衛星本体、６・・・マニピ
ュレータ、７・・・力／トルクセンサ、８・・・ハンド
、９・・・ペイロード、１０・・・フィードバック演算
部、１１・・・フィードフォワード演算部、１２・・・
位置、姿勢駆動装置である。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相轟部分を示す。
Claims (1)
- マニピュレータを有する人工衛星の位置、姿勢を制御す
る制御装置において、前記マニピュレータに力／トルク
センサを備え、この力／トルクセンサの情報を用いて前
記マニピュレータから前記人工衛星に加わる反作用力、
反作用トルクを推定し、これらの反作用力、反作用トル
クをあらかじめフィードフォワードに補償することを特
徴とする人工衛星の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60156314A JPS6218398A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | 人工衛星の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60156314A JPS6218398A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | 人工衛星の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6218398A true JPS6218398A (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15625088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60156314A Pending JPS6218398A (ja) | 1985-07-16 | 1985-07-16 | 人工衛星の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6218398A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02256598A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-17 | Nec Corp | 可動物を含む宇宙航行体の姿勢制御系 |
| US7828519B2 (en) | 2005-02-07 | 2010-11-09 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Axial flow fan |
| US7866945B2 (en) | 2005-02-07 | 2011-01-11 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Axial flow fan |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5867600A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | 三菱電機株式会社 | 人工衛星の制御装置 |
-
1985
- 1985-07-16 JP JP60156314A patent/JPS6218398A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5867600A (ja) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | 三菱電機株式会社 | 人工衛星の制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02256598A (ja) * | 1989-03-30 | 1990-10-17 | Nec Corp | 可動物を含む宇宙航行体の姿勢制御系 |
| US7828519B2 (en) | 2005-02-07 | 2010-11-09 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Axial flow fan |
| US7866945B2 (en) | 2005-02-07 | 2011-01-11 | Sanyo Denki Co., Ltd. | Axial flow fan |
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