JPH0431920B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0431920B2 JPH0431920B2 JP59010771A JP1077184A JPH0431920B2 JP H0431920 B2 JPH0431920 B2 JP H0431920B2 JP 59010771 A JP59010771 A JP 59010771A JP 1077184 A JP1077184 A JP 1077184A JP H0431920 B2 JPH0431920 B2 JP H0431920B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- attitude
- output
- integral element
- switch
- signal
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明はホイールをアクチユエータとして使
用する制御モードからスラスタ等のホイール以外
のアクチユエータを使用する制御モードに移行す
る時に作用するホイールによる擾乱トルクを小さ
く抑えることを目的とする人工衛星の姿勢制御装
置に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] This invention suppresses the disturbance torque caused by the wheels that acts when transitioning from a control mode that uses wheels as actuators to a control mode that uses actuators other than wheels such as thrusters. The present invention relates to an attitude control device for an artificial satellite whose purpose is to
第1図は、従来の人工衛星のホイールによる姿
勢制御系のブロツク図を示すものであり、図にお
いて1は姿勢センサ、2は姿勢制御則計算部、3
はホイール速度ループ及びホイール駆動回路、4
はホイール、5は姿勢センサ1の出力であるセン
サ信号、6は補償要素入力信号、7はセンサ信号
5をオン/オフして補償要素入力信号6を制御す
るためのセンサ信号オン/オフスイツチ、8は
KI/Sで代表される積分要素、9はKPで代表される
比例ゲイン要素、10はKDS/(1+TDS)で
代表される微分要素、11は積分要素出力信号、
12は比例ゲイン要素出力信号、13は微分要素
出力信号、14はホイール速度コマンド信号、1
5は出力信号11,12,13を加え合せてホイ
ール速度コマンド信号14を作り出す加算器、1
6は積分要素8の出力をゼロにするための積分要
素出力リセツト部、17はホイール4の速度を表
わすホイールタコメータ信号、18はホイール速
度ループ及びホイール駆動回路3から出力される
ホイール駆動信号である。
Figure 1 shows a block diagram of a conventional wheel-based attitude control system for an artificial satellite. In the figure, 1 is an attitude sensor, 2 is an attitude control law calculation unit, and 3
is the wheel speed loop and wheel drive circuit, 4
5 is a wheel, 5 is a sensor signal that is the output of the attitude sensor 1, 6 is a compensation element input signal, 7 is a sensor signal on/off switch for controlling the compensation element input signal 6 by turning on/off the sensor signal 5, 8 teeth
Integral element represented by K I /S, 9 a proportional gain element represented by K P , 10 a differential element represented by K D S/(1+T D S), 11 an integral element output signal,
12 is a proportional gain element output signal, 13 is a differential element output signal, 14 is a wheel speed command signal, 1
5 is an adder which adds the output signals 11, 12, 13 to produce the wheel speed command signal 14;
6 is an integral element output reset section for setting the output of the integral element 8 to zero, 17 is a wheel tachometer signal representing the speed of the wheel 4, and 18 is a wheel drive signal output from the wheel speed loop and wheel drive circuit 3. .
ここで「S」はラプラス演算子を示す。 Here, "S" indicates the Laplace operator.
ホイール速度ループ及びホイール駆動回路3
は、ホイール速度コマンド信号14が、ホイール
タコメータ信号17と一致するようにホイール駆
動信号18を発生するため、ホイール4の速度は
ホイール速度コマンド信号14に追従するように
制御されている。このため姿勢制御則計算部2で
姿勢センサ1の出力であるセンサ信号5を入力と
して、積分要素8、比例ゲイン要素9、微分要素
10等により適切なホイール速度コマンド信号1
4を発生すると、人工衛星の姿勢は安定に制御さ
れるようになる。なおホイール4にバイアス速度
をもたせて、そのバイアス速度のまわりで使用す
る場合は、ホイール速度ループ及びホイール駆動
回路3の中で上記バイアス分を加え、ホイール速
度コマンド信号14はそのバイアス速度からの変
化分を表わすものとする。 Wheel speed loop and wheel drive circuit 3
Since the wheel speed command signal 14 generates the wheel drive signal 18 so as to match the wheel tachometer signal 17, the speed of the wheel 4 is controlled to follow the wheel speed command signal 14. For this reason, the attitude control law calculation unit 2 receives the sensor signal 5 which is the output of the attitude sensor 1 as input, and generates an appropriate wheel speed command signal 1 using the integral element 8, the proportional gain element 9, the differential element 10, etc.
4, the attitude of the satellite will be controlled stably. If the wheel 4 has a bias speed and is used around that bias speed, the above bias is added in the wheel speed loop and wheel drive circuit 3, and the wheel speed command signal 14 is calculated based on the change from the bias speed. shall represent minutes.
さて、ここで上述したようなホイールによる姿
勢制御系を使用する制御モードから、軌道制御時
等のホイール以外のアクチユエータで姿勢を制御
する制御モードに移行する場合を考える。 Now, let us consider a case where the control mode using the attitude control system using wheels as described above is shifted to a control mode in which the attitude is controlled using an actuator other than the wheels during orbit control or the like.
この場合のホイール制御としては、制御モード
移行時点のホイール速度を保持するか、あるいは
ノミナル速度に戻す方式が考えられるが、通常
は、ホイールを使用する制御モードに復帰する時
の初期条件等の観点からノミナル速度にもどす方
式を採用する場合が多い。 In this case, wheel control can be carried out by maintaining the wheel speed at the time of transition to the control mode or returning it to the nominal speed, but usually from the viewpoint of initial conditions etc. when returning to the control mode using wheels. In many cases, a method is adopted in which the speed is returned to the nominal speed.
第1図に示した従来の姿勢制御装置では、上記
のような制御モード移行時、センサオン/オフス
イツチ7をオフし、補償要素入力信号6をゼロに
すると同時に、積分要素出力リセツト部16を駆
動し積分要素8の出力信号11をゼロにする。こ
の動作によりホイール速度コマンド信号14は、
制御モード移行前の姿勢制御系の状態によつてき
まるある有限の値から急激にゼロに変化する。 In the conventional attitude control device shown in FIG. 1, when transitioning to the control mode as described above, the sensor on/off switch 7 is turned off, the compensation element input signal 6 is set to zero, and at the same time, the integral element output reset section 16 is driven. The output signal 11 of the integral element 8 is set to zero. This operation causes the wheel speed command signal 14 to become
It suddenly changes from a certain finite value that depends on the state of the attitude control system before switching to the control mode to zero.
このためホイール速度ループ及びホイール駆動
回路3は、ホイール4を最大トルクで加速または
減速することになる。この場合、ホイール以外の
アクチユエータを使用4する姿勢制御系にとつ
て、上記ホイールの加減速トルクは擾乱トルクと
して作用し衛星の姿勢を乱すことになる。このた
め、ここで説明したような従来の装置は、制御モ
ード移行時に大きな姿勢誤差を発生するという欠
点があつた。 The wheel speed loop and wheel drive circuit 3 will therefore accelerate or decelerate the wheel 4 with maximum torque. In this case, for an attitude control system that uses an actuator other than the wheel, the acceleration/deceleration torque of the wheel acts as a disturbance torque and disturbs the attitude of the satellite. For this reason, the conventional device as described herein has the drawback of generating a large attitude error when transitioning to the control mode.
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、積分要素出力低速度ゼロ移行制
御部を付加し、これによりホイール速度コマンド
信号を徐々にゼロにもどすことで制御モード移行
時のホイールによる擾乱トルクを小さく抑える人
工衛星の姿勢制御装置を提供するものである。
This invention has been made to eliminate such drawbacks, and includes an integral element output low speed zero transition control section, which gradually returns the wheel speed command signal to zero, thereby controlling the control mode when transitioning to the control mode. The present invention provides an attitude control device for an artificial satellite that suppresses disturbance torque caused by wheels.
第2図はこの発明の一実施例を示すブロツク図
であり、図において1〜18は上記従来の制御装
置と同一のものである。19は積分要素8の出力
信号11を徐々にゼロに移行させるための積分要
素出力低速度ゼロ移行制御部、20はフイードバ
ツクゲイン部、21は速度変化率リミツタ、22
は積分要素出力ゼロ移行オン/オフスイツチ、2
3は積分要素入力信号加算器である。積分要素出
力低速度ゼロ移行制御部19を、上記20〜23
の要素で構成し、ホイールで姿勢を制御するモー
ドから軌道制御時等、ホイール以外のアクチユエ
ータで姿勢を制御するモードに移行する時、セン
サ信号オン/オフスイツチ7をオフにし、かつ積
分要素ゼロ移行オン/オフスイツチ22をオンに
することによつて、積分要素出力信号11はゆつ
くりゼロに移行する。その速度の変化率をきわめ
るのは、速度変化率リミツタ21であり、このリ
ミツタの値を適切に設定することによりホイール
による擾乱トルクの最大値を目標の値以下に抑え
ることができる。
FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and in the figure, numerals 1 to 18 are the same as the conventional control device described above. 19 is an integral element output low speed zero shift control section for gradually shifting the output signal 11 of the integral element 8 to zero; 20 is a feedback gain section; 21 is a speed change rate limiter; 22
is integral element output zero transition on/off switch, 2
3 is an integral element input signal adder. The integral element output low speed zero transition control section 19 is connected to the above-mentioned 20 to 23.
When transitioning from a mode in which the attitude is controlled by wheels to a mode in which the attitude is controlled by actuators other than wheels, such as during orbit control, the sensor signal on/off switch 7 is turned off, and the integral element zero transition is turned on. By turning on the /off switch 22, the integral element output signal 11 gradually shifts to zero. The speed change rate limiter 21 determines the speed change rate, and by appropriately setting the value of this limiter, the maximum value of the disturbance torque due to the wheel can be suppressed to a target value or less.
なお実際のホイール速度コマンド信号14は、
積分要素出力信号11、比例ゲイン要素出力信号
12及び微分要素出力信号13の和となつている
が、ホイールによる姿勢制御系が定常に達してい
る場合は補償要素入力信号6は、ほぼゼロとなつ
ているため、センサ信号オン/オフスイツチ7の
オン/オフにより出力信号12,13はほとんど
変化しない。このため制御モード移行時のホイー
ル速度コマンド信号14の変化をみる場合、実用
上は積分要素8の出力信号11の変化にのみ注目
すれば良いようになつている。 Note that the actual wheel speed command signal 14 is:
It is the sum of the integral element output signal 11, the proportional gain element output signal 12, and the differential element output signal 13, but when the attitude control system using wheels reaches steady state, the compensation element input signal 6 becomes almost zero. Therefore, the output signals 12 and 13 hardly change depending on whether the sensor signal on/off switch 7 is turned on or off. Therefore, when looking at the change in the wheel speed command signal 14 at the time of transition to the control mode, it is practically necessary to focus only on the change in the output signal 11 of the integral element 8.
また、このホイール制御系を通常の姿勢制御用
として使用する場合は、積分要素出力ゼロ移行オ
ン/オフスイツチ22をオフにすると同時に、セ
ンサ信号オン/オフスイツチ7をオンにすること
で、積分要素出力低速度ゼロ移行制御部19のフ
イードバツクループがきれ、積分要素8は通常の
積分要素として働くようになる。なお積分要素出
力リセツト部16はこの発明に必須のものではな
いが、制御精度が要求されないような制御モード
の移行時には、使用してもよい。 When using this wheel control system for normal attitude control, the integral element output can be reduced by turning off the integral element output zero transition on/off switch 22 and turning on the sensor signal on/off switch 7 at the same time. The feedback loop of the speed zero transition control section 19 is terminated, and the integral element 8 comes to work as a normal integral element. Although the integral element output reset section 16 is not essential to the present invention, it may be used when changing control modes where control accuracy is not required.
ところで、上記説明では、1軸まわりの姿勢制
御系を例にとり述べたが、3軸まわりの姿勢制御
系についても第2図で説明したものと同様な制御
系を3個設けることによりこの発明が適用できる
ことはいうまでもない。 By the way, in the above explanation, the attitude control system around one axis was described as an example, but the present invention can also be applied to the attitude control system around three axes by providing three control systems similar to the one explained in FIG. 2. Needless to say, it is applicable.
この発明は以上説明したとおり、積分要素出力
低速度ゼロ移行制御部を付加することにより、制
御モード移行時のホイールによる擾乱トルクが小
さくなり姿勢誤差を小さく抑えることができると
いう効果がある。
As described above, the present invention has the effect that by adding the integral element output low speed zero transition control section, the disturbance torque caused by the wheels at the time of transition to the control mode is reduced, and the attitude error can be suppressed to a small level.
第1図は従来の人工衛星のホイールによる姿勢
制御系を説明する図、第2図はこの発明の一実施
例を説明する図である。
図中、1は姿勢センサ、2は姿勢制御則計算
部、3はホイール速度ループ及びホイール駆動回
路、4はホイール、5はセンサ信号、6は補償要
素入力信号、7はセンサ信号オン/オフスイツ
チ、8は積分要素、9は比例ゲイン要素、10は
微分要素、11は積分要素出力信号、12は比例
ゲイン要素出力信号、13は微分要素出力信号、
14はホイール速度コマンド信号、15は加算
器、16は積分要素出力リセツト部、17はホイ
ールタコメータ信号、18はホイール駆動信号、
19は積分要素出力低速度ゼロ移行制御部、20
はフイードバツクゲイン部、21は速度変化率リ
ミツタ、22は積分要素出力ゼロ移行オン/オフ
スイツチ、23は積分要素入力信号加算器であ
る。なお、図中同一あるいは、相当部分には同一
符号を付して示してある。
FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional attitude control system using wheels of an artificial satellite, and FIG. 2 is a diagram illustrating an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is an attitude sensor, 2 is an attitude control law calculation unit, 3 is a wheel speed loop and wheel drive circuit, 4 is a wheel, 5 is a sensor signal, 6 is a compensation element input signal, 7 is a sensor signal on/off switch, 8 is an integral element, 9 is a proportional gain element, 10 is a differential element, 11 is an integral element output signal, 12 is a proportional gain element output signal, 13 is a differential element output signal,
14 is a wheel speed command signal, 15 is an adder, 16 is an integral element output reset section, 17 is a wheel tachometer signal, 18 is a wheel drive signal,
19 is an integral element output low speed zero transition control section; 20
21 is a speed change rate limiter, 22 is an integral element output zero shift on/off switch, and 23 is an integral element input signal adder. It should be noted that the same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals.
Claims (1)
けられたセンサ信号オン/オフスイツチ、このス
イツチにより上記姿勢センサの出力信号をそれぞ
れ入力する積分要素、比例ゲイン要素および微分
要素、前記積分要素と比例ゲイン要素および微分
要素の出力信号を加算して、ホイール速度コマン
ド信号を出力する加算器とを有する姿勢制御則計
算部と、ホイールの速度を前記姿勢制御則計算部
から発生するホイール速度コマンド信号に追従さ
せるためのホイール速度ループ及びホイール駆動
回路とを備えた人工衛星の姿勢制御装置におい
て、ホイールで姿勢を制御するモードから軌道制
御時等のホイール以外のアクチユエータで姿勢を
制御するモードに移行する制御モード移行時に上
記姿勢制御則計算部の積分要素の出力を徐々にゼ
ロに移行させる積分要素出力低速度ゼロ移行制御
部を設けたことを特徴とする人工衛星の姿勢制御
装置。 2 積分要素の出力を入力するフイードバツクゲ
イン部と、このフイードバツクゲイン部の出力を
入力する速度変化率リミツタと、この速度変化率
リミツタの出力端に接続された積分要素出力ゼロ
移行オン/オフスイツチと、上記リミツタの出力
を前記スイツチを介して積分要素に与えるための
加算器とから積分要素出力低速度ゼロ移行制御部
を構成したことを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の人工衛星の姿勢制御装置。 3 制御モード移行時にセンサ信号オン/オフス
イツチをオフにするとともに積分要素出力ゼロ移
行オン/オフスイツチをオンになるように制御す
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項あるい
は第2項記載の人工衛星の姿勢制御装置。[Scope of Claims] 1. An attitude sensor, a sensor signal on/off switch provided at the output end of the attitude sensor, an integral element, a proportional gain element, and a differential element to which the output signal of the attitude sensor is respectively input by the switch; an attitude control law calculation section having an adder that adds the output signals of the integral element, the proportional gain element, and the differential element and outputs a wheel speed command signal; and a wheel speed is generated from the attitude control law calculation section. In an attitude control system for an artificial satellite equipped with a wheel speed loop and a wheel drive circuit for following a wheel speed command signal, the attitude is controlled from a mode in which the attitude is controlled by the wheels to an actuator other than the wheels during orbit control, etc. An attitude control device for an artificial satellite, comprising: an integral element output low speed zero transition control unit that gradually transitions the output of the integral element of the attitude control law calculation unit to zero when transitioning to a control mode. 2. A feedback gain section that inputs the output of the integral element, a speed change rate limiter that inputs the output of this feedback gain section, and an integral element output zero transition ON connected to the output end of this speed change rate limiter. Claim 1, characterized in that an integral element output low speed zero shift control section is constituted by a /off switch and an adder for applying the output of the limiter to the integral element via the switch.
Attitude control device for an artificial satellite as described in . 3. The artificial intelligence according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor signal on/off switch is turned off at the time of transition to the control mode, and the integral element output zero shift on/off switch is turned on. Satellite attitude control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010771A JPS60154998A (en) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | Controller for attitude of artificial satellite |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59010771A JPS60154998A (en) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | Controller for attitude of artificial satellite |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60154998A JPS60154998A (en) | 1985-08-14 |
| JPH0431920B2 true JPH0431920B2 (en) | 1992-05-27 |
Family
ID=11759593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59010771A Granted JPS60154998A (en) | 1984-01-24 | 1984-01-24 | Controller for attitude of artificial satellite |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60154998A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014156976A (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Miura Co Ltd | Boiler system |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54118969A (en) * | 1978-03-08 | 1979-09-14 | Toshiba Corp | Set value changing-over method for automatic control system |
-
1984
- 1984-01-24 JP JP59010771A patent/JPS60154998A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014156976A (en) * | 2013-02-15 | 2014-08-28 | Miura Co Ltd | Boiler system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60154998A (en) | 1985-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS60249759A (en) | Controller of continuously variable transmission gear | |
| CA1126803A (en) | Digital servo positioning circuit | |
| JPH0628004A (en) | Method and apparatus for control of movable control member | |
| US5013986A (en) | Actuating drive for positioning a rotary element | |
| JPH0431920B2 (en) | ||
| US5117362A (en) | Path capture forcing function generator for aircraft vertical axis control | |
| JPH0888990A (en) | Position controller for motor | |
| JP2906766B2 (en) | Servo motor control device | |
| JP3206473B2 (en) | High stability attitude control system for satellite | |
| JPH0218601A (en) | Servo controller | |
| JP4513071B2 (en) | Robot control device | |
| JP3173031B2 (en) | Robot arm servo controller | |
| US5694016A (en) | Method for controlling a servo system having friction | |
| JPS6341277A (en) | Motor-operated power steering device | |
| JP2002518724A (en) | Force / speed limit control system | |
| JP3324482B2 (en) | Position control device | |
| JPH05150802A (en) | Deviation variable and deviation hysteresis type pi control method | |
| JPH0261706A (en) | Servo control method | |
| JPS5865367A (en) | Anti-backlash driving device of rotor | |
| JPH10287299A (en) | Satellite attitude control device | |
| JP3168802B2 (en) | Steady-state attitude reacquisition method for satellites | |
| JP3200956B2 (en) | Motor control device | |
| JP3269198B2 (en) | Position control device | |
| JP3212538B2 (en) | Position control device | |
| JPS58140807A (en) | Controller with automatic control mechanism of integral limiter |