JP2601029Y2 - リアクションホイールの駆動回路 - Google Patents
リアクションホイールの駆動回路Info
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- JP2601029Y2 JP2601029Y2 JP1991104329U JP10432991U JP2601029Y2 JP 2601029 Y2 JP2601029 Y2 JP 2601029Y2 JP 1991104329 U JP1991104329 U JP 1991104329U JP 10432991 U JP10432991 U JP 10432991U JP 2601029 Y2 JP2601029 Y2 JP 2601029Y2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、姿勢制御に用いられ
るリアクションホイールの駆動回路であり、リアクショ
ンホイールモータの加速・減速切換時に発生する突入電
流を防ぐ機能を持たせたものである。
るリアクションホイールの駆動回路であり、リアクショ
ンホイールモータの加速・減速切換時に発生する突入電
流を防ぐ機能を持たせたものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば人工衛星の姿勢制御のために、リ
アクションホイールが用いられる。姿勢制御の原理を図
４により説明する。図４（ａ）で、一つの軸周りの制御
に限定してみると、その軸方向に一つのフライホイール
４１が回転軸４２を平行にして取り付けられ、一定速度
で回転し、衛星４３は静止しているものとする。ホイー
ル速度にホイールの慣性モーメントを乗じた値がホイー
ルの角運動量でもある。外乱トルクがなければ、角運動
量保存則によって衛星は動かない。もし、ホイール速度
を加速するとホイールの角運動量は増大するので、その
増大分と等量で反対符号の角運動量を衛星本体が持つこ
とになる。つまり、ホイール加速の反作用トルクが衛星
に加わって逆転する。したがって、ホイール加速と逆方
向のトルクが外乱トルクを打ち消したり、姿勢変更する
ための制御トルクとして利用できることになる。図４
（ｂ）で、もし外乱トルク４４が例えば衛星本体に反時
計方向に作用したとする。すると、衛星は反時計方向に
回転するから、それを戻すべくホイールを反時計方向に
増速すればホイールによる反作用トルク４５が働いて、
衛星の姿勢は保持される（図４（ｃ））。つまり、外乱
トルクによってホイールが衛星の身代わりになって回転
させられた形になる。
アクションホイールが用いられる。姿勢制御の原理を図
４により説明する。図４（ａ）で、一つの軸周りの制御
に限定してみると、その軸方向に一つのフライホイール
４１が回転軸４２を平行にして取り付けられ、一定速度
で回転し、衛星４３は静止しているものとする。ホイー
ル速度にホイールの慣性モーメントを乗じた値がホイー
ルの角運動量でもある。外乱トルクがなければ、角運動
量保存則によって衛星は動かない。もし、ホイール速度
を加速するとホイールの角運動量は増大するので、その
増大分と等量で反対符号の角運動量を衛星本体が持つこ
とになる。つまり、ホイール加速の反作用トルクが衛星
に加わって逆転する。したがって、ホイール加速と逆方
向のトルクが外乱トルクを打ち消したり、姿勢変更する
ための制御トルクとして利用できることになる。図４
（ｂ）で、もし外乱トルク４４が例えば衛星本体に反時
計方向に作用したとする。すると、衛星は反時計方向に
回転するから、それを戻すべくホイールを反時計方向に
増速すればホイールによる反作用トルク４５が働いて、
衛星の姿勢は保持される（図４（ｃ））。つまり、外乱
トルクによってホイールが衛星の身代わりになって回転
させられた形になる。
【０００３】上記したように、トルクを発生させるため
にリアクションホイールの回転速度を加速減速すること
になる。このための回路として、図５のような構成のも
のを用いる。図５において、１はトルクコマンドを印加
してこれを積分する積分器、２は積分器１出力を鋸歯状
波と比較して積分器１出力に比例した幅のパルスを発生
するコンパレータ、３はコンパレータ２を介して入力し
た積分器１出力にしたがってリアクションホイールの加
速に必要な電圧を制御するため、パルス幅に比例した直
流電圧を出力するパルス幅制御回路により構成される加
速回路、４は制御対象でありブラシレス直流モータで代
表させたリアクションホイール、５は例えば直流増幅器
で構成しインピーダンス変換器として作用し、積分器出
力の大きさによりインピーダンスを変化させ、リアクシ
ョンホイール４の減速時の逆起電圧による電流を流す減
速回路、６はトルク方向指令ＴＤを受けてリアクション
ホイールにトルク発生方向の切換え指示を与えるコミュ
テーション回路、７はリアクションホイール４に流れる
電流を電圧に変換する抵抗器、８は前記抵抗器７に生ず
る電圧を入力してこれを前記積分器１の入力にフィード
バックする補償回路である。
にリアクションホイールの回転速度を加速減速すること
になる。このための回路として、図５のような構成のも
のを用いる。図５において、１はトルクコマンドを印加
してこれを積分する積分器、２は積分器１出力を鋸歯状
波と比較して積分器１出力に比例した幅のパルスを発生
するコンパレータ、３はコンパレータ２を介して入力し
た積分器１出力にしたがってリアクションホイールの加
速に必要な電圧を制御するため、パルス幅に比例した直
流電圧を出力するパルス幅制御回路により構成される加
速回路、４は制御対象でありブラシレス直流モータで代
表させたリアクションホイール、５は例えば直流増幅器
で構成しインピーダンス変換器として作用し、積分器出
力の大きさによりインピーダンスを変化させ、リアクシ
ョンホイール４の減速時の逆起電圧による電流を流す減
速回路、６はトルク方向指令ＴＤを受けてリアクション
ホイールにトルク発生方向の切換え指示を与えるコミュ
テーション回路、７はリアクションホイール４に流れる
電流を電圧に変換する抵抗器、８は前記抵抗器７に生ず
る電圧を入力してこれを前記積分器１の入力にフィード
バックする補償回路である。
【０００４】このリアクションホイール駆動回路は積分
器１を使用した一次遅れの制御系を持つ。また加速・減
速にわたってモータ電流を同方向に流すため、積分器１
出力が正の状態を加速状態、負の状態を減速状態とし、
さらにこの積分器１出力に連続性を持たせ、積分器１出
力の増加に対してモータ電流が増加するように制御す
る。
器１を使用した一次遅れの制御系を持つ。また加速・減
速にわたってモータ電流を同方向に流すため、積分器１
出力が正の状態を加速状態、負の状態を減速状態とし、
さらにこの積分器１出力に連続性を持たせ、積分器１出
力の増加に対してモータ電流が増加するように制御す
る。
【０００５】積分器１入力に任意のトルクコマンド（正
の直流電圧）が印加されると、積分器１出力は正方向へ
増加（積分器ゲイン極性は正とする）する。この出力電
位の増加は次段コンパレータ２によりパルス幅の増加に
変換され、加速回路３内の図示しないスイッチングトラ
ンジスタのオン時間を長くさせる。供給電源によるリア
クションホイール４のモータへの供給電圧が増加し、モ
ータ電流が増加する。この電流による電圧を補償回路８
でフィードバックし、トルクコマンドとつりあうところ
で、積分器１出力が保持されモータ電流を制御する。加
速回路３は、このようにパルス幅制御を行なう。リアク
ションホイール４は、このモータ電流によりモータトル
クを発生させ、回転数を増加させる。このときの動作は
次の第（１）式で表わされる。
の直流電圧）が印加されると、積分器１出力は正方向へ
増加（積分器ゲイン極性は正とする）する。この出力電
位の増加は次段コンパレータ２によりパルス幅の増加に
変換され、加速回路３内の図示しないスイッチングトラ
ンジスタのオン時間を長くさせる。供給電源によるリア
クションホイール４のモータへの供給電圧が増加し、モ
ータ電流が増加する。この電流による電圧を補償回路８
でフィードバックし、トルクコマンドとつりあうところ
で、積分器１出力が保持されモータ電流を制御する。加
速回路３は、このようにパルス幅制御を行なう。リアク
ションホイール４は、このモータ電流によりモータトル
クを発生させ、回転数を増加させる。このときの動作は
次の第（１）式で表わされる。
【０００６】 ＶM＝ＫTω＋ＩMＲ＋ＶT （１）
【０００７】但し、ＶM：加速回路３が供給するモータ
電圧（Ｖ），ＫT：リアクションホイール４のモータト
ルクスケールファクタ（Ｎｍ／Ａ），ω：リアクション
ホイール４のモータ回転数（ｒａｄ／ｓｅｃ），ＩM：
リアクションホイール４のモータ電流（Ａ），Ｒ：リア
クションホイール４のモータ巻線抵抗（Ω），ＶT：リ
アクションホイール４のモータスイッチングトランジス
タ電圧降下（Ｖ），ＫTω：加速状態でのモータ逆起電
圧（Ｖ）
電圧（Ｖ），ＫT：リアクションホイール４のモータト
ルクスケールファクタ（Ｎｍ／Ａ），ω：リアクション
ホイール４のモータ回転数（ｒａｄ／ｓｅｃ），ＩM：
リアクションホイール４のモータ電流（Ａ），Ｒ：リア
クションホイール４のモータ巻線抵抗（Ω），ＶT：リ
アクションホイール４のモータスイッチングトランジス
タ電圧降下（Ｖ），ＫTω：加速状態でのモータ逆起電
圧（Ｖ）
【０００８】つまり、回転数の増加とともに、モータ電
流が減少し、任意のトルクコマンドに相当する電流を保
持するため積分器１出力は増加し、モータへの供給電圧
ＶMが増加する。このようにモータ電流を制御する。
流が減少し、任意のトルクコマンドに相当する電流を保
持するため積分器１出力は増加し、モータへの供給電圧
ＶMが増加する。このようにモータ電流を制御する。
【０００９】上記の状態においてトルク方向指令ＴＤが
反転し、リアクションホイール４のコミュテーション回
路６のタイミングが変わり、回転方向と逆のトルクが発
生し、減速状態へ移行する。このとき、リアクションホ
イール４の回転数に伴う逆起電圧の極性が反転する。こ
の逆起電圧は、
反転し、リアクションホイール４のコミュテーション回
路６のタイミングが変わり、回転方向と逆のトルクが発
生し、減速状態へ移行する。このとき、リアクションホ
イール４の回転数に伴う逆起電圧の極性が反転する。こ
の逆起電圧は、
【００１０】 ＶMR＝−ＫTω＋ＩMＲ＋ＶT （２）
【００１１】で表わされ、この電圧が減速回路５内の図
示しないトランジスタを通してモータに印加され、モー
タ電流が流れる。この電流は加速時と同様に積分器１に
フィードバックされ、減速による回転数の減少とともに
｜ＶMR｜が減少すると、積分器１出力は増加し、減速回
路５の図示しないトランジスタのインピーダンスを小さ
くするように制御する。さらに回転数の減少により｜Ｖ
MR｜が減少し、減速回路５内の図示しないトランジスタ
が飽和状態になってもモータ電流を保持できない状態に
なると、さらに積分器１出力が増加し、加速回路３の動
作へと移行する。
示しないトランジスタを通してモータに印加され、モー
タ電流が流れる。この電流は加速時と同様に積分器１に
フィードバックされ、減速による回転数の減少とともに
｜ＶMR｜が減少すると、積分器１出力は増加し、減速回
路５の図示しないトランジスタのインピーダンスを小さ
くするように制御する。さらに回転数の減少により｜Ｖ
MR｜が減少し、減速回路５内の図示しないトランジスタ
が飽和状態になってもモータ電流を保持できない状態に
なると、さらに積分器１出力が増加し、加速回路３の動
作へと移行する。
【００１２】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リアクションホイールモータ駆動回路は、加速から減速
の切換え時に、加速回路３は直ちにオフとならず、加速
回路３で発生するモータ出力電圧と減速時に発生するモ
ータ逆起電圧が加算されることにより、この電圧をモー
タ直流抵抗で割った分の電流がモータ駆動回路供給電源
の突入電流として流れる問題があった。タイミングチャ
ートを図６に示す。
リアクションホイールモータ駆動回路は、加速から減速
の切換え時に、加速回路３は直ちにオフとならず、加速
回路３で発生するモータ出力電圧と減速時に発生するモ
ータ逆起電圧が加算されることにより、この電圧をモー
タ直流抵抗で割った分の電流がモータ駆動回路供給電源
の突入電流として流れる問題があった。タイミングチャ
ートを図６に示す。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この考案に係るリアクシ
ョンホイールの駆動回路は、トルクコマンドを印加して
これを積分する積分器と、積分器出力にしたがってリア
クションホイールの加速に必要な電圧を制御する加速回
路と、リアンクションホイールの減速時の逆起電圧によ
る電流を流す減速回路と、トルク方向指令の変化時に前
記積分器を強制的に負の状態とするワンショット回路
と、トルク方向指令を遅延して出力するディレイ回路
と、前記ディレイ回路からのトルク方向指令を受けてリ
アクションホイールにトルク発生方向の切換え指示を与
えるコミュテーション回路とを備えたことを特徴とする
ものである。
ョンホイールの駆動回路は、トルクコマンドを印加して
これを積分する積分器と、積分器出力にしたがってリア
クションホイールの加速に必要な電圧を制御する加速回
路と、リアンクションホイールの減速時の逆起電圧によ
る電流を流す減速回路と、トルク方向指令の変化時に前
記積分器を強制的に負の状態とするワンショット回路
と、トルク方向指令を遅延して出力するディレイ回路
と、前記ディレイ回路からのトルク方向指令を受けてリ
アクションホイールにトルク発生方向の切換え指示を与
えるコミュテーション回路とを備えたことを特徴とする
ものである。
【００１４】また、トルクコマンドを印加してこれを積
分する積分器と、積分器出力にしたがってリアクション
ホイールの加速に必要な電圧を制御する加速回路と、リ
アンクションホイールの減速時の逆起電圧による電流を
流す減速回路と、トルク方向指令とリアクションホイー
ルの回転方向信号とを入力としてリアクションホイール
の加減速を判定する第１の論理回路と、トルク方向指令
の変化時にワンショット信号を出力するワンショット回
路と、第１の論理回路の判定が減速であるときにのみ前
記ワンショット信号を前記積分器に出力して当該積分器
出力を強制的に負の状態とする第２の論理回路と、トル
ク方向指令を遅延して出力するディレイ回路と、前記デ
ィレイ回路からのトルク方向指令を受けてリアクション
ホイールにトルク発生方向の切換え指示を与えるコミュ
テーション回路とを備えたように構成してもよい。
分する積分器と、積分器出力にしたがってリアクション
ホイールの加速に必要な電圧を制御する加速回路と、リ
アンクションホイールの減速時の逆起電圧による電流を
流す減速回路と、トルク方向指令とリアクションホイー
ルの回転方向信号とを入力としてリアクションホイール
の加減速を判定する第１の論理回路と、トルク方向指令
の変化時にワンショット信号を出力するワンショット回
路と、第１の論理回路の判定が減速であるときにのみ前
記ワンショット信号を前記積分器に出力して当該積分器
出力を強制的に負の状態とする第２の論理回路と、トル
ク方向指令を遅延して出力するディレイ回路と、前記デ
ィレイ回路からのトルク方向指令を受けてリアクション
ホイールにトルク発生方向の切換え指示を与えるコミュ
テーション回路とを備えたように構成してもよい。
【００１５】
【作用】ワンショット回路はトルク方向指令の変化時毎
に強制的に積分器の出力を負の状態にする。一方、トル
ク方向指令の変化は、図２（ａ）のようにディレイ回路
で所定の切換時間τだけ遅延され、コミテーション回路
で減速時に発生する逆起電圧発生のタイミングから遅れ
てコミテーション回路を切換える。このとき加速回路の
出力を零にするとともに、減速回路を高インピーダンス
状態にする。これにより加速から減速の変化時に加速電
流から減速電流への移行をスムースに行ない、モータ駆
動回路の供給電源の突入電流を防ぐ。
に強制的に積分器の出力を負の状態にする。一方、トル
ク方向指令の変化は、図２（ａ）のようにディレイ回路
で所定の切換時間τだけ遅延され、コミテーション回路
で減速時に発生する逆起電圧発生のタイミングから遅れ
てコミテーション回路を切換える。このとき加速回路の
出力を零にするとともに、減速回路を高インピーダンス
状態にする。これにより加速から減速の変化時に加速電
流から減速電流への移行をスムースに行ない、モータ駆
動回路の供給電源の突入電流を防ぐ。
【００１６】また、第１の論理回路はトルク方向指令と
リアクションホイールの回転方向指令信号との組み合わ
せがリアクションホイールの再加速すなわち減速から加
速のときであるかを判定する。再加速の場合、第２の論
理回路はワンショット回路の出力を通さず、図２（ｂ）
のように再加速動作の遅れを改善し、減速の場合に第１
の論理回路の出力を受けてワンショット回路出力を通し
て、加速から減速への移行をスムースにする。
リアクションホイールの回転方向指令信号との組み合わ
せがリアクションホイールの再加速すなわち減速から加
速のときであるかを判定する。再加速の場合、第２の論
理回路はワンショット回路の出力を通さず、図２（ｂ）
のように再加速動作の遅れを改善し、減速の場合に第１
の論理回路の出力を受けてワンショット回路出力を通し
て、加速から減速への移行をスムースにする。
【００１７】
【実施例】図１（ａ）は本考案に係るリアクションホイ
ールの駆動回路の一実施例の回路図であり、従来の技術
として説明した図５のものにワンショット回路９とディ
レイ回路１０とを追加したものである。ワンショット回
路９は、単安定マルチバイブレータを備え、トルク方向
指令（ＴＤ）を入力し、トルク方向指令ＴＤの変化時毎
に一定時間幅の負電圧出力を積分器１に接続して、トル
ク方向指令ＴＤの変化時毎に強制的に積分器１を負の状
態すなわち減速状態とし、加速回路３と減速回路５をオ
フ状態にする。ここで、加速回路３は従来技術として説
明したものと同様にコンパレータ２の出力であるパルス
幅に比例した直流電圧を出力するパルス幅制御回路によ
り構成され、減速回路５は従来技術として説明したもの
と同様にインピーダンス変換器であり、積分器１の出力
の大きさによりインピーダンスを変化させる。ディレイ
回路１０はトルク方向指令ＴＤを入力に接続し、出力を
コミュテーション回路６に接続して、トルク方向指令の
変化を所定の時間だけ遅延する。なお、図１（ａ）にお
いてＶ ＣＣ は加速回路３の電源電圧、Ｉ ＣＣ は加速回路
３に供給される電源電圧Ｖ ＣＣ の電源電流である。
ールの駆動回路の一実施例の回路図であり、従来の技術
として説明した図５のものにワンショット回路９とディ
レイ回路１０とを追加したものである。ワンショット回
路９は、単安定マルチバイブレータを備え、トルク方向
指令（ＴＤ）を入力し、トルク方向指令ＴＤの変化時毎
に一定時間幅の負電圧出力を積分器１に接続して、トル
ク方向指令ＴＤの変化時毎に強制的に積分器１を負の状
態すなわち減速状態とし、加速回路３と減速回路５をオ
フ状態にする。ここで、加速回路３は従来技術として説
明したものと同様にコンパレータ２の出力であるパルス
幅に比例した直流電圧を出力するパルス幅制御回路によ
り構成され、減速回路５は従来技術として説明したもの
と同様にインピーダンス変換器であり、積分器１の出力
の大きさによりインピーダンスを変化させる。ディレイ
回路１０はトルク方向指令ＴＤを入力に接続し、出力を
コミュテーション回路６に接続して、トルク方向指令の
変化を所定の時間だけ遅延する。なお、図１（ａ）にお
いてＶ ＣＣ は加速回路３の電源電圧、Ｉ ＣＣ は加速回路
３に供給される電源電圧Ｖ ＣＣ の電源電流である。
【００１８】図２（ａ），（ｂ）に実施例のタイミング
チャートを示す。図２（ａ）において、トルク方向指令
ＴＤの切換えでワンショット回路９の負電圧出力の一定
幅の時間で、積分器１を強制的に負の状態にするととも
に、この負の状態により加速回路３内の図示しないスイ
ッチングトランジスタをオフにし、電源電流Ｉ ＣＣ を供
給せず、積分器１の負の状態では減速回路５を高インピ
ーダンスすなわちオフとなる。一方、ディレイ回路１０
によりトルク方向指令ＴＤが遅れてＴＤ′とされて、コ
ミュテーション回路６による切換えタイミングをずら
す。これにより、切換え時間τが生じ、加速と減速とが
直ちに移行しない。逆起電圧Ｖ ＭＲ が発生することがあ
っても、加速回路３及び減速回路５の両方ともオフ状態
であれば、モータ電流Ｉ Ｍ が流れることはない。図２の
加速から減速への切換時にＩ Ｍ が下がっているのはこれ
を意味する。そして、加速回路３で発生するモータ出力
電圧と減速時に発生するモータ逆起電圧Ｖ ＭＲ が加算さ
れることがなく、モータ駆動回路供給電源の突入電流を
ほとんど零にすることができる。また、同様に減速時か
ら加速への切換時にワンショット信号が出ることでＩ Ｍ
が下がる。
チャートを示す。図２（ａ）において、トルク方向指令
ＴＤの切換えでワンショット回路９の負電圧出力の一定
幅の時間で、積分器１を強制的に負の状態にするととも
に、この負の状態により加速回路３内の図示しないスイ
ッチングトランジスタをオフにし、電源電流Ｉ ＣＣ を供
給せず、積分器１の負の状態では減速回路５を高インピ
ーダンスすなわちオフとなる。一方、ディレイ回路１０
によりトルク方向指令ＴＤが遅れてＴＤ′とされて、コ
ミュテーション回路６による切換えタイミングをずら
す。これにより、切換え時間τが生じ、加速と減速とが
直ちに移行しない。逆起電圧Ｖ ＭＲ が発生することがあ
っても、加速回路３及び減速回路５の両方ともオフ状態
であれば、モータ電流Ｉ Ｍ が流れることはない。図２の
加速から減速への切換時にＩ Ｍ が下がっているのはこれ
を意味する。そして、加速回路３で発生するモータ出力
電圧と減速時に発生するモータ逆起電圧Ｖ ＭＲ が加算さ
れることがなく、モータ駆動回路供給電源の突入電流を
ほとんど零にすることができる。また、同様に減速時か
ら加速への切換時にワンショット信号が出ることでＩ Ｍ
が下がる。
【００１９】図１（ｂ）は再加速時の加速動作の遅れを
改善するための実施例であり、追加した部分とそれに関
連する部分のみを示したので、図示しない部分は図１
（ａ）と同様である。図１（ａ）の例では、トルク方向
指令ＴＤ切換時に積分器１の積分動作を減速するために
ワンショット回路９を用いているが、トルク方向指令Ｔ
Ｄ切換え時には必ずワンショット回路９が動作するた
め、再加速時（減速から加速への切換え）にも積分器１
の動作点が減速動作になるので、加速動作になるまでの
遅れ時間が大きくなってしまう。そこで、図１（ｂ）の
ように、排他的論理和回路で構成する第１の論理回路１
１の一方の入力にトルク方向指令ＴＤを接続し、もう一
方の入力にはホイール回転方向信号ＳＤを接続する。第
１の論理回路１１の出力はアンド回路で構成する第２の
論理回路１２の一方に接続し、もう一方の入力にはワン
ショット回路９の出力すなわち積分器を一時的に減速状
態とするワンショット信号が接続され、第１の論理回路
１１の出力によりゲートされる。
改善するための実施例であり、追加した部分とそれに関
連する部分のみを示したので、図示しない部分は図１
（ａ）と同様である。図１（ａ）の例では、トルク方向
指令ＴＤ切換時に積分器１の積分動作を減速するために
ワンショット回路９を用いているが、トルク方向指令Ｔ
Ｄ切換え時には必ずワンショット回路９が動作するた
め、再加速時（減速から加速への切換え）にも積分器１
の動作点が減速動作になるので、加速動作になるまでの
遅れ時間が大きくなってしまう。そこで、図１（ｂ）の
ように、排他的論理和回路で構成する第１の論理回路１
１の一方の入力にトルク方向指令ＴＤを接続し、もう一
方の入力にはホイール回転方向信号ＳＤを接続する。第
１の論理回路１１の出力はアンド回路で構成する第２の
論理回路１２の一方に接続し、もう一方の入力にはワン
ショット回路９の出力すなわち積分器を一時的に減速状
態とするワンショット信号が接続され、第１の論理回路
１１の出力によりゲートされる。
【００２０】今、ホイール回転方向が反時計方向ＣＣＷ
の状態で、トルク方向指令ＴＤが時計方向ＣＷのとき
は、再加速（加速）の場合である。反時計方向ＣＣＷの
ときのホイール回転方向信号ＳＤが“Ｈ”で、時計方向
ＣＷのときのトルク方向指令ＴＤが“Ｈ”を示したとき
は、第１の論理回路１１は“Ｌ”であり、第２の論理回
路１２出力にワンショット回路９のワンショット信号を
出力しないようにできる。なお、ホイール回転方向が反
時計方向ＣＣＷの状態で、トルク方向指令ＴＤが反時計
方向ＣＣＷのときは、減速の場合である。反時計方向Ｃ
ＣＷのときのホイール回転方向信号ＳＤが“Ｈ”で、反
時計方向ＣＣＷのときのトルク方向指令ＴＤが“Ｌ”を
示したときは、第１の論理回路１１は“Ｈ”であり、第
２の論理回路１２出力にワンショット回路９のワンショ
ット信号を出力するようにできる。図３にトルク方向指
令ＴＤと回転方向信号ＳＤとによる加速・減速の関係を
示す。上記の例では図３の下段の回転方向が反時計方向
ＣＣＷである場合を説明した。このように減速の場合は
第１の実施例のようにワンショット信号を出力して突入
電流を防止することができ、加速の場合はワンショット
信号を出力せず、積分器１の動作点が遅れなく加速動作
に移ることができる（図２（ｂ））。
の状態で、トルク方向指令ＴＤが時計方向ＣＷのとき
は、再加速（加速）の場合である。反時計方向ＣＣＷの
ときのホイール回転方向信号ＳＤが“Ｈ”で、時計方向
ＣＷのときのトルク方向指令ＴＤが“Ｈ”を示したとき
は、第１の論理回路１１は“Ｌ”であり、第２の論理回
路１２出力にワンショット回路９のワンショット信号を
出力しないようにできる。なお、ホイール回転方向が反
時計方向ＣＣＷの状態で、トルク方向指令ＴＤが反時計
方向ＣＣＷのときは、減速の場合である。反時計方向Ｃ
ＣＷのときのホイール回転方向信号ＳＤが“Ｈ”で、反
時計方向ＣＣＷのときのトルク方向指令ＴＤが“Ｌ”を
示したときは、第１の論理回路１１は“Ｈ”であり、第
２の論理回路１２出力にワンショット回路９のワンショ
ット信号を出力するようにできる。図３にトルク方向指
令ＴＤと回転方向信号ＳＤとによる加速・減速の関係を
示す。上記の例では図３の下段の回転方向が反時計方向
ＣＣＷである場合を説明した。このように減速の場合は
第１の実施例のようにワンショット信号を出力して突入
電流を防止することができ、加速の場合はワンショット
信号を出力せず、積分器１の動作点が遅れなく加速動作
に移ることができる（図２（ｂ））。
【００２１】
【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
減速時の突入電流をなくすことができ、また、再加速時
の動作の遅れを少なくすることができる効果を有する。
減速時の突入電流をなくすことができ、また、再加速時
の動作の遅れを少なくすることができる効果を有する。
【図１】（ａ）は本考案の一実施例の回路図、（ｂ）は
他の実施例を説明する回路図である。
他の実施例を説明する回路図である。
【図２】（ａ）は本考案の一実施例のタイミングチャー
ト、（ｂ）は他の実施例のタイミングチャートである。
ト、（ｂ）は他の実施例のタイミングチャートである。
【図３】トルク方向指令ＴＤと回転方向信号ＳＤとによ
る加速・減速の関係を示す図である。
る加速・減速の関係を示す図である。
【図４】姿勢制御の原理を説明する図である。
【図５】従来のリアクションホイールの駆動回路の一例
の回路図である。
の回路図である。
【図６】
従来のリアクションホイールの駆動回路のタイ
ミングチャートである。
ミングチャートである。
１ 積分器 ３ 加速回路 ４ リアクションホイール ５ 減速回路 ６ コミュテーション回路 ９ ワンショット回路 １０ ディレイ回路 １１ 第１の論理回路 １２ 第２の論理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B64G 1/28 H02P 3/08
Claims (2)
- 【請求項１】 姿勢制御に用いるリアクションホイール
の駆動回路において、トルクコマンドを印加してこれを
積分する積分器（１）と、積分器出力にしたがってリア
クションホイールの加速に必要な電圧を制御する加速回
路（３）と、リアンクションホイール（４）の減速時の
逆起電圧（Ｖ ＭＲ ）による電流を流す減速回路（５）
と、トルク方向指令（ＴＤ）の変化時に前記積分器
（１）の出力を強制的に負の状態とするワンショット回
路（９）と、トルク方向指令（ＴＤ）を遅延して出力す
るディレイ回路（１０）と、前記ディレイ回路（１０）
からのトルク方向指令（ＴＤ′）を受けてリアクション
ホイール（４）にトルク発生方向の切換え指示を与える
コミュテーション回路（６）とを備えたことを特徴とす
るリアクションホイールの駆動回路。 - 【請求項２】 姿勢制御に用いるリアクションホイール
の駆動回路において、トルクコマンドを印加してこれを
積分する積分器（１）と、積分器出力にしたがってリア
クションホイール（４）の加速に必要な電圧を制御する
加速回路（３）と、リアンクションホイール（４）の減
速時の逆起電圧（Ｖ ＭＲ ）による電流を流す減速回路
（５）と、トルク方向指令（ＴＤ）とリアクションホイ
ール（４）の回転方向信号（ＳＤ）とを入力としてリア
クションホイール（４）の加減速を判定する第１の論理
回路（１１）と、トルク方向指令（ＴＤ）の変化時にワ
ンショット信号を出力するワンショット回路（９）と、
第１の論理回路（１１）の判定が減速であるときにのみ
前記ワンショット信号を前記積分器（１）に出力して当
該積分器出力を強制的に負の状態とする第２の論理回路
（１２）と、トルク方向指令（ＴＤ）を遅延して出力す
るディレイ回路（１０）と、前記ディレイ回路（１０）
からのトルク方向指令（ＴＤ′）を受けてリアクション
ホイール（４）にトルク発生方向の切換え指示を与える
コミュテーション回路（６）とを備えたことを特徴とす
るリアクションホイールの駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991104329U JP2601029Y2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | リアクションホイールの駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1991104329U JP2601029Y2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | リアクションホイールの駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544799U JPH0544799U (ja) | 1993-06-15 |
| JP2601029Y2 true JP2601029Y2 (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14377900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1991104329U Expired - Fee Related JP2601029Y2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | リアクションホイールの駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2601029Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6128801B2 (ja) * | 2012-11-02 | 2017-05-17 | 株式会社Ｉｈｉエアロスペース | 空中発射システムの発射方位制御装置 |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP1991104329U patent/JP2601029Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0544799U (ja) | 1993-06-15 |
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