JPS63151599A - 三軸姿勢制御装置 - Google Patents
三軸姿勢制御装置Info
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- JPS63151599A JPS63151599A JP61298684A JP29868486A JPS63151599A JP S63151599 A JPS63151599 A JP S63151599A JP 61298684 A JP61298684 A JP 61298684A JP 29868486 A JP29868486 A JP 29868486A JP S63151599 A JPS63151599 A JP S63151599A
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- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 15
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- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Vibration Prevention Devices (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は、人工衛星の姿勢を地球に対して三軸まわり
に安定化させる三軸姿勢制御装置に関する。
に安定化させる三軸姿勢制御装置に関する。
（従来の技術）
一般に、三軸姿勢制御方式はゼロモーメンタム安定方式
、バイアスモーメンタム安定方式、ゼロ−バイアスモー
メンタム安定方式に分類される。
、バイアスモーメンタム安定方式、ゼロ−バイアスモー
メンタム安定方式に分類される。
ゼロモーメンタム安定方式は、三軸まわりの姿勢を検出
するセンサを必要とし、センサから得られる各軸の姿勢
誤差情報に基づき、３個または３個以上の小型ホイール
を駆動制御することにより三軸姿勢の安定化を図る方式
であり、バイアスモーメンタム安定方式のようにピッチ
軸まわりに蓄積されるホイール角運動量によるジャイロ
安定効果を利用しない。
するセンサを必要とし、センサから得られる各軸の姿勢
誤差情報に基づき、３個または３個以上の小型ホイール
を駆動制御することにより三軸姿勢の安定化を図る方式
であり、バイアスモーメンタム安定方式のようにピッチ
軸まわりに蓄積されるホイール角運動量によるジャイロ
安定効果を利用しない。
バイアスモーメンタム安定方式は、ロール軸まわりとピ
ッチ軸まわりの姿勢を検出するセンサ（通常地球センサ
を用いることが多い）のみの信号に基づき、ピッチ軸ま
わりに設置した大型ホイール（ロール軸まわりの制御性
能を向上させるためにヨー軸まわりに小型ホイールを追
加する場合がある）をスピードにオフセットを与えて駆
動制御することによって三軸姿勢の安定化を図る方式で
あり、ピッチ軸まわりに蓄積されたホイール角運動量に
よるジャイロ安定効果を利用する。
ッチ軸まわりの姿勢を検出するセンサ（通常地球センサ
を用いることが多い）のみの信号に基づき、ピッチ軸ま
わりに設置した大型ホイール（ロール軸まわりの制御性
能を向上させるためにヨー軸まわりに小型ホイールを追
加する場合がある）をスピードにオフセットを与えて駆
動制御することによって三軸姿勢の安定化を図る方式で
あり、ピッチ軸まわりに蓄積されたホイール角運動量に
よるジャイロ安定効果を利用する。
ゼロ−バイアスモーメンタム安定方式は、ゼロモーメン
タム安定方式とバイアスモーメンタム安定方式の中間に
位置する制御方式である。この方式の特徴は、ヨー軸ま
わりの姿勢を検出するセンサ（通常、太陽センサを用い
ることが多い）がヨー軸まわりの姿勢を検出できる軌道
上位置（太陽センサの場合には衛星地方太陽時Ｏ時、１
２時近辺以外）ではゼロモーメンタム安定方式によって
安定化を行ない、ヨーセンサがヨー軸まわりの姿勢を検
出できない軌道上位置（太陽センサの場合には衛星地方
太陽時Ｏ時、１２時近辺）ではバイアスモーメンタム安
定方式で安定化を行なうことである。
タム安定方式とバイアスモーメンタム安定方式の中間に
位置する制御方式である。この方式の特徴は、ヨー軸ま
わりの姿勢を検出するセンサ（通常、太陽センサを用い
ることが多い）がヨー軸まわりの姿勢を検出できる軌道
上位置（太陽センサの場合には衛星地方太陽時Ｏ時、１
２時近辺以外）ではゼロモーメンタム安定方式によって
安定化を行ない、ヨーセンサがヨー軸まわりの姿勢を検
出できない軌道上位置（太陽センサの場合には衛星地方
太陽時Ｏ時、１２時近辺）ではバイアスモーメンタム安
定方式で安定化を行なうことである。
ところで、従来のゼロ−バイアスモーメンタム安定方式
による三軸姿勢制御装置では、ヨー姿勢情報が得られな
い軌道上位置でのヨー制御性能を向上させる手法として
、ピッチ軸まわりの角運動量を増加してジャイロ安定効
果を高めたり、外乱トルクを低減するために衛星形状等
を工夫したり、外乱トルクの影響を低減するために地上
コマンドにより外乱トルクを補償する等の方法が取られ
ていた。しかし、これらの方法では、それぞれホイール
の大きさに伴う重量増加、衛星システム設計に与える制
約増加、地上運用作業の増加を招く等の欠点があった。
による三軸姿勢制御装置では、ヨー姿勢情報が得られな
い軌道上位置でのヨー制御性能を向上させる手法として
、ピッチ軸まわりの角運動量を増加してジャイロ安定効
果を高めたり、外乱トルクを低減するために衛星形状等
を工夫したり、外乱トルクの影響を低減するために地上
コマンドにより外乱トルクを補償する等の方法が取られ
ていた。しかし、これらの方法では、それぞれホイール
の大きさに伴う重量増加、衛星システム設計に与える制
約増加、地上運用作業の増加を招く等の欠点があった。
（発明が解決しようとす葱問題点）
この発明は、従来のゼロ−バイアスモーメンタム安定方
式による三軸姿勢制御装置では、ヨー姿勢情報が得られ
ない軌道上位置でのヨー制御性能を向上させる有効な方
法がなく、ホイールの大型化及び重量増加、衛星システ
ム設計に与える制約増加、地上運用作業の増加を招いて
いた点を改善し、ヨー姿勢情報が得られない軌道上位置
であっても高精度でヨー軸まわりの姿勢制御を行なうこ
とのできるゼロ−バイアスモーメンタム安定方式の三軸
姿勢制御装置を提供することを目的とする。
式による三軸姿勢制御装置では、ヨー姿勢情報が得られ
ない軌道上位置でのヨー制御性能を向上させる有効な方
法がなく、ホイールの大型化及び重量増加、衛星システ
ム設計に与える制約増加、地上運用作業の増加を招いて
いた点を改善し、ヨー姿勢情報が得られない軌道上位置
であっても高精度でヨー軸まわりの姿勢制御を行なうこ
とのできるゼロ−バイアスモーメンタム安定方式の三軸
姿勢制御装置を提供することを目的とする。
［発明の構成〕
（問題点を解決するための手段）
この発明に係る三軸姿勢制御装置は、センサによってピ
ッチ、ロール、ヨーの三軸まわりの姿勢情報を得て各軸
姿勢情報に基づいて３個以上のリアクションホイールを
駆動することにより三軸まわりの姿勢を制御するものに
おいて、前記センサからヨー姿勢情報が得られない軌道
上位置で外乱トルク、衛星角運動量、姿勢角の３状態変
数を推定し、これら３状態変数推定値に基づいてヨー推
定姿勢情報を算出するヨー推定手段を具備して構成され
る。
ッチ、ロール、ヨーの三軸まわりの姿勢情報を得て各軸
姿勢情報に基づいて３個以上のリアクションホイールを
駆動することにより三軸まわりの姿勢を制御するものに
おいて、前記センサからヨー姿勢情報が得られない軌道
上位置で外乱トルク、衛星角運動量、姿勢角の３状態変
数を推定し、これら３状態変数推定値に基づいてヨー推
定姿勢情報を算出するヨー推定手段を具備して構成され
る。
（作用）
上記構成による三軸姿勢制御装置では、前記センサから
ヨー姿勢情報が得られるときセンサ出力を用い、該セン
サからヨー姿勢情報が得られないとき前記ヨー推定手段
によって得られるヨー推定姿勢情報を用いて前記ヨー軸
まわりの姿勢制御を行なう。
ヨー姿勢情報が得られるときセンサ出力を用い、該セン
サからヨー姿勢情報が得られないとき前記ヨー推定手段
によって得られるヨー推定姿勢情報を用いて前記ヨー軸
まわりの姿勢制御を行なう。
（実施例）
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第１図はこの発明が適用された三軸姿勢制御装置の制御
システム全体の構成を示すもので、図中１１は地球セン
サ、１２は太陽センサ、１３は姿勢制御回路、１４はピ
ッチホイール、１５はロールホイール、１５はヨーホイ
ール、１Ｂはトルカである。上記姿勢制御回路１３は太
陽センサ信号処理部１３ａ１０−ル／ヨー状態推定器１
３ｂ、制御論理部１３ｃ１ホイール駆動信号生成部１３
ｄ１アンローディング制御部１３ｅで構成される。
システム全体の構成を示すもので、図中１１は地球セン
サ、１２は太陽センサ、１３は姿勢制御回路、１４はピ
ッチホイール、１５はロールホイール、１５はヨーホイ
ール、１Ｂはトルカである。上記姿勢制御回路１３は太
陽センサ信号処理部１３ａ１０−ル／ヨー状態推定器１
３ｂ、制御論理部１３ｃ１ホイール駆動信号生成部１３
ｄ１アンローディング制御部１３ｅで構成される。
すなわち、上記地球センサ１１によりピッチ姿勢誤差θ
、ロール姿勢誤差φが検出される。また、太陽センサ１
２の出力信号は太陽センサ処理部１３ａによりヨー姿勢
誤差ψに変換される。このヨー姿勢誤差ψはロール姿勢
誤差φと共にロール／ヨー状態推定器１３ｂに送られる
。このロール／ヨー状態推定器１３ｂはこの発明の特徴
部であり、各ホイール１４〜１６から出力されるピッチ
ホイール角運動量ｈ Ｙ ｓロールホイール角運動量ｈ
Ｘｓ ヨーホイール角運動ｍ ｈ ｚを入力し、これら
をもとにロール姿勢誤差φ及びヨー姿勢誤差ψに対応す
るロール推定姿勢誤差込及びヨー推定姿勢誤差ａを生成
するものである。さらにこの推定器１３ｂは、詳細につ
いては後述するが、ヨー姿勢誤差ψが得られない軌道上
位置においてもヨー推定姿勢誤差ａを生成できるように
なされている。各推定姿勢誤差ａ、↓はピッチ姿勢誤差
θと共に制御−環部１３ｃに送られる。
、ロール姿勢誤差φが検出される。また、太陽センサ１
２の出力信号は太陽センサ処理部１３ａによりヨー姿勢
誤差ψに変換される。このヨー姿勢誤差ψはロール姿勢
誤差φと共にロール／ヨー状態推定器１３ｂに送られる
。このロール／ヨー状態推定器１３ｂはこの発明の特徴
部であり、各ホイール１４〜１６から出力されるピッチ
ホイール角運動量ｈ Ｙ ｓロールホイール角運動量ｈ
Ｘｓ ヨーホイール角運動ｍ ｈ ｚを入力し、これら
をもとにロール姿勢誤差φ及びヨー姿勢誤差ψに対応す
るロール推定姿勢誤差込及びヨー推定姿勢誤差ａを生成
するものである。さらにこの推定器１３ｂは、詳細につ
いては後述するが、ヨー姿勢誤差ψが得られない軌道上
位置においてもヨー推定姿勢誤差ａを生成できるように
なされている。各推定姿勢誤差ａ、↓はピッチ姿勢誤差
θと共に制御−環部１３ｃに送られる。
この制御論理部１３ｃは各軸の誤差を最小にすべく適切
な補償を行なって各軸のホイール制御信号を生成するも
ので、各軸のホイール制御信号θ゛φ″、ψ゛はそれぞ
れホイール駆動信号生成部１３ｄに送られる。このホイ
ール駆動信号生成部１３ｄはホイール１４〜１Ｂの各運
動量ｈＹ−ｈＸｓｈｚを適切に保つように、制御論理部
１３ｃからの各ホイール制御信号θ′、φ′、ψ′に基
づいてホイール１４〜１６をそれぞれ駆動制御するもの
である。一方、アンローディング制御部１３ｅはホイー
ル１４〜１６の各運動量が飽和しないように、スラスタ
等のトルカ１７を制御している。
な補償を行なって各軸のホイール制御信号を生成するも
ので、各軸のホイール制御信号θ゛φ″、ψ゛はそれぞ
れホイール駆動信号生成部１３ｄに送られる。このホイ
ール駆動信号生成部１３ｄはホイール１４〜１Ｂの各運
動量ｈＹ−ｈＸｓｈｚを適切に保つように、制御論理部
１３ｃからの各ホイール制御信号θ′、φ′、ψ′に基
づいてホイール１４〜１６をそれぞれ駆動制御するもの
である。一方、アンローディング制御部１３ｅはホイー
ル１４〜１６の各運動量が飽和しないように、スラスタ
等のトルカ１７を制御している。
第２図は上記ロール／ヨー状態推定器１３ｂの構成を示
すもので、図中２０〜２５は積分器（□）、 Ｓ ２６〜２９は切換スイッチ、３０は選択スイッチ、３１
は制御カップリング補償部、３２はロール外乱トルク補
償部、３３はグイナミクスカップリング補償部、３４〜
４１は加減算部、４２〜４９は演算部である。各演算部
４２〜４９の持つパラメータのうち％ＫＸ１１ＫＸ２．
ＫＸ３はロール姿勢推定パラメータ、ＫＺｌ、ＫＺ２．
ＫＺ３はヨー姿勢推定パラメータ、ＩＸ、ＩＹ、Ｉｚは
ロール、ピッチ、ヨー衛星慣性能率である。また、制御
カップリング補償部３１はゲインパラメータＫＣＩ、Ｋ
Ｃ２を持つ演算部３１ａ 、 ３１ｂを有し、ダイナミ
クス力ップリング補償部３３は演算部３３ａ〜３３ｆを
有する。演算部３３ａ〜３３ｆの持つパラメータω０は
軌道角速度、ＨＹはピッチ衛星角運動量（！＝ｉ ｈ
ｙ−ωｏ’ＩＹ）である。
すもので、図中２０〜２５は積分器（□）、 Ｓ ２６〜２９は切換スイッチ、３０は選択スイッチ、３１
は制御カップリング補償部、３２はロール外乱トルク補
償部、３３はグイナミクスカップリング補償部、３４〜
４１は加減算部、４２〜４９は演算部である。各演算部
４２〜４９の持つパラメータのうち％ＫＸ１１ＫＸ２．
ＫＸ３はロール姿勢推定パラメータ、ＫＺｌ、ＫＺ２．
ＫＺ３はヨー姿勢推定パラメータ、ＩＸ、ＩＹ、Ｉｚは
ロール、ピッチ、ヨー衛星慣性能率である。また、制御
カップリング補償部３１はゲインパラメータＫＣＩ、Ｋ
Ｃ２を持つ演算部３１ａ 、 ３１ｂを有し、ダイナミ
クス力ップリング補償部３３は演算部３３ａ〜３３ｆを
有する。演算部３３ａ〜３３ｆの持つパラメータω０は
軌道角速度、ＨＹはピッチ衛星角運動量（！＝ｉ ｈ
ｙ−ωｏ’ＩＹ）である。
すなわち、上記構成による推定器１３ｂは、ロール及び
ヨー軸まわりの外乱トルク、衛星角運動量、姿勢の三状
態変数を推定するために、合計６個の積分器２０〜２５
を宵している。またその動作は、ヨー姿勢誤差ψが太陽
センサ１２から得られる軌道上位置にあるかないかに応
じて切換える切換スイッチ２６〜２９とヨー姿勢誤差ψ
が太陽センサ１２から得られない軌道上位置で使用する
ロール外乱トルク推定機能を選択する選択スイッチ３０
によって制御される。
ヨー軸まわりの外乱トルク、衛星角運動量、姿勢の三状
態変数を推定するために、合計６個の積分器２０〜２５
を宵している。またその動作は、ヨー姿勢誤差ψが太陽
センサ１２から得られる軌道上位置にあるかないかに応
じて切換える切換スイッチ２６〜２９とヨー姿勢誤差ψ
が太陽センサ１２から得られない軌道上位置で使用する
ロール外乱トルク推定機能を選択する選択スイッチ３０
によって制御される。
つまり、ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得られる軌道
上位置では、切換スイッチ２６〜２９は全てａ側に、選
択スイッチ３０はＣ側に設定される。このため、制御カ
ップリング補償部３１は機能しない。
上位置では、切換スイッチ２６〜２９は全てａ側に、選
択スイッチ３０はＣ側に設定される。このため、制御カ
ップリング補償部３１は機能しない。
ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２・から得られない軌道上位
置では、切換スイッチ２６〜２９は全てｂ側に設定され
る。このとき制御カップリング補償部３１が動作する。
置では、切換スイッチ２６〜２９は全てｂ側に設定され
る。このとき制御カップリング補償部３１が動作する。
この捕檄部３１のゲインパラメータＫＣ＋＋ＫＣ２を次
式のように設定する。
式のように設定する。
ＫＯ２−ＫＸｔ ”ω。
（但しαはカップリングゲイン）
このときのヨー推定姿勢誤差必とヨー姿勢誤差ψとの差
Δψは次式のようになる。
Δψは次式のようになる。
Δψ貨
但し、ΔＴｘはロール外乱トルク推定誤差へＴｚはヨー
外乱トルク推定誤差 である。すなわち、外乱トルク推定誤差ΔＴｘ。
外乱トルク推定誤差 である。すなわち、外乱トルク推定誤差ΔＴｘ。
八Ｔｚを小さくすることにより、ヨー姿勢推定誤差Δψ
を小さくすることができる。また、上式からも明らかな
ように、一定のロール外乱トルク推定誤差ΔＴＸによっ
ては、Δψは時間と共に増加するが、一定のヨー外乱ト
ルク推定誤差ΔＴｚではΔψは時間と共に増加せず、正
弦波状の応答を示し、通常そのピーク値も小さい。この
ことから、Δψの支配的な要因は、通常ロール外乱トル
ク推定誤差ΔＴＸであると言える。
を小さくすることができる。また、上式からも明らかな
ように、一定のロール外乱トルク推定誤差ΔＴＸによっ
ては、Δψは時間と共に増加するが、一定のヨー外乱ト
ルク推定誤差ΔＴｚではΔψは時間と共に増加せず、正
弦波状の応答を示し、通常そのピーク値も小さい。この
ことから、Δψの支配的な要因は、通常ロール外乱トル
ク推定誤差ΔＴＸであると言える。
上記ロール／ヨー状態推定器１３ｂは上記のことを利用
した自動的なロール外乱トルク推定機能を持っている。
した自動的なロール外乱トルク推定機能を持っている。
このロール外乱トルク推定機能として、選択スイッチ３
０の切換により２つの方法が可能となされている。まず
、ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得られない場合、選
択スイッチ３０をＣ側に設定する。このとき、積分器２
ｏにはヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得ら、れる軌道
上位置における最後のロール外乱トルク値が記憶されて
いるため、ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得られない
軌道上位置でのロール外乱推定誤差ΔＴｘを零とするこ
とが可能となる。その結果、Δψを零とすることが可能
となる。また、ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得られ
ない軌道上位置で、ロール外乱トルク値が一定値を示さ
ない場合、選択スイッチ３０をｄ側に設定し、ロール外
乱トルク推定値としてロール外乱トルク補償部３２の生
成する値を使用する。
０の切換により２つの方法が可能となされている。まず
、ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得られない場合、選
択スイッチ３０をＣ側に設定する。このとき、積分器２
ｏにはヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得ら、れる軌道
上位置における最後のロール外乱トルク値が記憶されて
いるため、ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得られない
軌道上位置でのロール外乱推定誤差ΔＴｘを零とするこ
とが可能となる。その結果、Δψを零とすることが可能
となる。また、ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得られ
ない軌道上位置で、ロール外乱トルク値が一定値を示さ
ない場合、選択スイッチ３０をｄ側に設定し、ロール外
乱トルク推定値としてロール外乱トルク補償部３２の生
成する値を使用する。
ここで、上記ロール外乱トルク補償部３２の機能につい
て説明する。このロール外乱トルク補償部３２において
は、ヨー姿勢誤差ψがセンサー２から得られない軌道上
位置でのロール外乱トルクの平均値を次式を用いて推定
する。
て説明する。このロール外乱トルク補償部３２において
は、ヨー姿勢誤差ψがセンサー２から得られない軌道上
位置でのロール外乱トルクの平均値を次式を用いて推定
する。
但し、［Ｔｘ］ ：今回のロール外乱トルク平均
推定値 ［Ｔｘ ］ ：前回のロール外乱トルク平均推定
値 Ｋ ：更新ゲイン Ｔｃ ：ヨー姿勢誤差φがセンサ ー２から得られない時間 ［ｈｙｌ ：ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得
られない前回の 軌道上位置でのピッチホ イール角運動量ｈｙの平 均値 ［Δψコ ：ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得ら
れない前回の 軌道上位置での最後のヨ ー姿勢推定誤差 このように、センサ１２から姿勢誤差ψが得られない軌
道上位置において、自動的にロール外乱トルクを推定す
ることにより、この間のヨー姿勢推定誤差Δψ（−ψ−
ａ）を零に近付けることが可能となり、その結果ヨー推
定姿勢誤差ａに基づいて実施されるヨー姿勢制御性能を
高精度化することが可能となる。
推定値 ［Ｔｘ ］ ：前回のロール外乱トルク平均推定
値 Ｋ ：更新ゲイン Ｔｃ ：ヨー姿勢誤差φがセンサ ー２から得られない時間 ［ｈｙｌ ：ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得
られない前回の 軌道上位置でのピッチホ イール角運動量ｈｙの平 均値 ［Δψコ ：ヨー姿勢誤差ψがセンサ１２から得ら
れない前回の 軌道上位置での最後のヨ ー姿勢推定誤差 このように、センサ１２から姿勢誤差ψが得られない軌
道上位置において、自動的にロール外乱トルクを推定す
ることにより、この間のヨー姿勢推定誤差Δψ（−ψ−
ａ）を零に近付けることが可能となり、その結果ヨー推
定姿勢誤差ａに基づいて実施されるヨー姿勢制御性能を
高精度化することが可能となる。
したがって、上記構成によるゼロ−バイアスモーメンタ
ム安定方式の三軸姿勢制御装置は、太陽センサからヨー
姿勢情報が得られない軌道上位置でも、地上コマンドに
よらず、自動的に外乱トルク、衛星角運動量、姿勢角の
３状態変数を推定し、その推定値に基づいてヨー推定姿
勢誤差を算出することにより高精度なヨー姿勢推定を行
なうことができ、ピッチ軸まわりの角運動量すなわちホ
イール重量の増加を招くことなく高精度なヨー姿勢制御
を行なうことができる。
ム安定方式の三軸姿勢制御装置は、太陽センサからヨー
姿勢情報が得られない軌道上位置でも、地上コマンドに
よらず、自動的に外乱トルク、衛星角運動量、姿勢角の
３状態変数を推定し、その推定値に基づいてヨー推定姿
勢誤差を算出することにより高精度なヨー姿勢推定を行
なうことができ、ピッチ軸まわりの角運動量すなわちホ
イール重量の増加を招くことなく高精度なヨー姿勢制御
を行なうことができる。
尚、上記実施例では三軸姿勢を検出するセンサとして地
球センサと太陽センサを用いているが、電波センサやス
ターセンサ等の他のセンサを使用することも可能である
。また、制御トルクを発生する機器の例として３個のホ
イールを示したが、４個以上のホイールで構成すること
も可能である。
球センサと太陽センサを用いているが、電波センサやス
ターセンサ等の他のセンサを使用することも可能である
。また、制御トルクを発生する機器の例として３個のホ
イールを示したが、４個以上のホイールで構成すること
も可能である。
［発明の効果］
以上のようにこの発明によれば、センサからヨー姿勢情
報が得られなＣ）軌道上位置でも、地上コマンドによら
ずに高精度なヨー姿勢推定が可能であり、ピッチ軸まわ
りの角運動量、ホイール重量の増加を招くことなく高精
度なヨー姿勢制御が可能なゼロ−バイアスモーメンタム
安定方式の三軸姿勢制御装置を提供することができる。
報が得られなＣ）軌道上位置でも、地上コマンドによら
ずに高精度なヨー姿勢推定が可能であり、ピッチ軸まわ
りの角運動量、ホイール重量の増加を招くことなく高精
度なヨー姿勢制御が可能なゼロ−バイアスモーメンタム
安定方式の三軸姿勢制御装置を提供することができる。
図面はこの発明に係る三軸姿勢制御装置の−実施例を示
すもので、第１図は制御システム全体の構成を示すブロ
ック図、第２図はこの発明の特徴となるロール／ヨー状
態推定器の構成を示すブロック図である。 １１・・・地球センサ、１２・・・太陽センサ、１３・
・・姿勢制御回路、１３ａ・・・太陽センサ信号処理部
、１３ｂ・・・ロール／ヨー状態推定器、Ｌ３ｃ・・・
制御論理部、１３ｄ・・・ホイール駆動信号生成部、ｌ
ｉｅ・・・アンローディング制御部、Ｌ４・・・ピッチ
ホイール、１５・・・ロールホイール、１６・・・ヨー
ホイール、１７・・・トルカ、２０〜２５・・・積分器
、２Ｂ〜２９・・・切換スイッチ、３０・・・選択スイ
ッチ、３１・・・制御カップリング補償部、３２・・・
ロール外乱トルク補償部、・３３・・・グイナミクスカ
ップリング補償部、３４〜４１・・・加減算器、４２〜
４９・・・演算部、θ・・・ピッチ姿勢誤差、ａ・・・
ロール姿勢誤差、ａ・・・ヨー姿勢誤差、φ・・・ロー
ル推定姿勢誤差、ψ・・・ヨー推定姿勢誤差、ｈｘ、ｈ
Ｙ、ｈｚ・・・ロール、ピッチ、ヨーホイール角運動量
、ＫＸ １ ＊ ＫＸ ２ 。 ＫＸ３・・・ロール姿勢推定パラメータ、ＫＺ、ｒＫＺ
２．ＫＺ３・・・ヨー姿勢推定パラメータ、ＩＸ。 ＩＹ、Ｉｚ・・・ロール、ピッチ、ヨー衛星慣性能率、
ω０・・・軌道角速度、ＭＹ・・・ピッチ衛星角運動量
。
すもので、第１図は制御システム全体の構成を示すブロ
ック図、第２図はこの発明の特徴となるロール／ヨー状
態推定器の構成を示すブロック図である。 １１・・・地球センサ、１２・・・太陽センサ、１３・
・・姿勢制御回路、１３ａ・・・太陽センサ信号処理部
、１３ｂ・・・ロール／ヨー状態推定器、Ｌ３ｃ・・・
制御論理部、１３ｄ・・・ホイール駆動信号生成部、ｌ
ｉｅ・・・アンローディング制御部、Ｌ４・・・ピッチ
ホイール、１５・・・ロールホイール、１６・・・ヨー
ホイール、１７・・・トルカ、２０〜２５・・・積分器
、２Ｂ〜２９・・・切換スイッチ、３０・・・選択スイ
ッチ、３１・・・制御カップリング補償部、３２・・・
ロール外乱トルク補償部、・３３・・・グイナミクスカ
ップリング補償部、３４〜４１・・・加減算器、４２〜
４９・・・演算部、θ・・・ピッチ姿勢誤差、ａ・・・
ロール姿勢誤差、ａ・・・ヨー姿勢誤差、φ・・・ロー
ル推定姿勢誤差、ψ・・・ヨー推定姿勢誤差、ｈｘ、ｈ
Ｙ、ｈｚ・・・ロール、ピッチ、ヨーホイール角運動量
、ＫＸ １ ＊ ＫＸ ２ 。 ＫＸ３・・・ロール姿勢推定パラメータ、ＫＺ、ｒＫＺ
２．ＫＺ３・・・ヨー姿勢推定パラメータ、ＩＸ。 ＩＹ、Ｉｚ・・・ロール、ピッチ、ヨー衛星慣性能率、
ω０・・・軌道角速度、ＭＹ・・・ピッチ衛星角運動量
。
Claims (1)
- センサによってピッチ、ロール、ヨーの三軸まわりの姿
勢情報を得て各軸姿勢情報に基づいて３個以上のリアク
ションホイールを駆動することにより三軸まわりの姿勢
を制御する人工衛星の三軸姿勢制御装置において、前記
センサからヨー姿勢情報が得られない軌道上位置で外乱
トルク、衛星角運動量、姿勢角の３状態変数を推定し、
これら３状態変数推定値に基づいてヨー推定姿勢情報を
算出するヨー推定手段を具備し、前記センサからヨー姿
勢情報が得られるときセンサ出力を用い、該センサから
ヨー姿勢情報が得られないとき前記ヨー推定手段によっ
て得られるヨー推定姿勢情報を用いて前記ヨー軸まわり
の姿勢制御を行なうことを特徴とする三軸姿勢制御装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298684A JP2573194B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 三軸姿勢制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61298684A JP2573194B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 三軸姿勢制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63151599A true JPS63151599A (ja) | 1988-06-24 |
| JP2573194B2 JP2573194B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=17862940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61298684A Expired - Fee Related JP2573194B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 三軸姿勢制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573194B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047159A (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-14 | 株式会社大林組 | 自動走行床仕上装置 |
-
1986
- 1986-12-17 JP JP61298684A patent/JP2573194B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047159A (ja) * | 1983-08-24 | 1985-03-14 | 株式会社大林組 | 自動走行床仕上装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2573194B2 (ja) | 1997-01-22 |
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|---|---|---|---|
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