JP2635708B2 - 地球衛星のピッチ姿勢に対する再捕捉方法 - Google Patents

地球衛星のピッチ姿勢に対する再捕捉方法

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JP2635708B2
JP2635708B2 JP63213850A JP21385088A JP2635708B2 JP 2635708 B2 JP2635708 B2 JP 2635708B2 JP 63213850 A JP63213850 A JP 63213850A JP 21385088 A JP21385088 A JP 21385088A JP 2635708 B2 JP2635708 B2 JP 2635708B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、一個の地球センサと、衛星に固定された
座標系(X,Y,Z)のピッチ軸(Y軸)の方向に回転軸を
合わせた一個のはずみ車とを備え、周回軌道上でヨー軸
(Z軸)を地球の中心点に、しかもロール軸(X軸)を
周回方向に向け、通常の動作時に下端値ωLと上端値ωU
の間に維持されているはずみ車の角速度ωがエネルギ供
給の不足により下端値ωL以下に低下したためヨー軸の
地球指向が失われている場合、衛星のピッチ姿勢に対す
る再捕捉方法に関する。
[従来の技術] 三軸安定化させた地球静止衛星は、姿勢を制御するた
め、一個のはずみ車と一個の地球センサを大抵装備して
いる。姿勢制御は、衛星に固定された座標系(X,Y,Z)
のX軸(ロール軸)を常時周回方向に、Z軸(ヨー軸)
を常時地球の中心点に、またY軸(ピッチ軸)を他の二
軸に対して垂直で、軌道面に垂直に向けることを目指し
ている。このはずみ車は回転軸をピッチ軸に平行に向
け、その角速度ωが通常の動作時に下端値ωLと上端値
ωUで仕切られた所定の回転数の範囲内に維持されてい
る。ピッチ軸周りの姿勢制御、つまりヨー軸を地球に指
向させることは、視界を地球または地球の縁に向けてい
る地球センサがヨー軸を地球の中心点へ向ける所望方位
から外れたことを検出すると、はずみ車の対応する角速
度の変化によって行われる。軌道を一回周回する間、衛
星はピッチ軸の周りにほぼ一回回転するので、通常の場
合、この衛星はピッチ軸の周りにたとえ比較的小さくと
も角運動量を有する必要がある。この衛星の角運動量
は、通常の動作では、はずみ車の角運動量に比べると非
常に小さい。
簡単には予知できない外部の影響に起因する姿勢の乱
れがあると、それに応じたはずみ車の回転数の変化を与
えるため、通常太陽電池および/またはバッテリーで保
証される衛星のエネルギ供給が無傷でなくてはならな
い。はずみ車の回転数を変えるモータのエネルギ供給が
故障すれば、一方で姿勢の乱れが始まる時、最早再制御
ができなくなり、他方ではずみ車が発生する摩擦のため
回転エネルギも必ず失う。つまり、回転数が直ちに許容
下端値ωL以下に低下する。角運動量保存則のため、そ
れに応じて衛星の角運動量が増大する。即ち、この角運
動量は所望値より早く回転し始める。それ故、ヨー軸は
地球の中心点へ向けて与えられる零位置から直ちに外
れ、地球が地球センサの視界から消える。はずみ車の回
転数がもっと低下すると、衛星はもっと早く回転する。
説明した状況は、特に地球の影で太陽電池がエネルギを
供給できず、バッテリーが故障する場合に生じる。エネ
ルギ供給を再開すると、衛星は所望の姿勢にできる限り
早く戻ろうとする。つまり、衛星のピッチ姿勢に対する
再捕捉方法を行動に移す必要がある。この方法は、例え
ば、地球の影から出た後、太陽の入射ビームが太陽発電
機の法線から例えば45°以内ほど外れていると、直ちに
行われる。これは衛星が回転するため通常地球の影から
出た直後に行われる。
[発明の課題] この発明の課題は、装置上および方法技術上のできる
限り少ない経費で、できる限り早く、しかも自動的に行
える方法で、衛星が正しいピッチ姿勢(ピッチ偏差θ=
0)を再び占めることを与える、冒頭に述べた方式の地
球衛星のピッチ姿勢に対する再捕捉方法を提出すること
にある。
[課題を解決する手段] 上記の課題は、この発明により、冒頭に述べた方式の
地球衛星のピッチ姿勢を再捕捉する方法にあって、エネ
ルギ供給を再開した後、地球1が地球センサの視界から
外れ、角速度ωが下端値ωLから予備選択可能な値Δω
より大きい値ほど低下している限り、 a)地球センサがピッチ偏差の零点(θ=0)を確認す
るまで、はずみ車7に値ωC0=ωL−Δωとなる一回目
の回転数の増大を指令し、 b)次いで、衛星2の回転運動方向の逆転を保証する値
ωC1=ωUとなる他の回転数の増大をはずみ車7に指令
し、 c)次いで、地球センサにより確認されたピッチ偏差の
他の零点(θ=0)毎に、はずみ車7の回転数を交互に
減少または増加させる新しい角速度ωC1=ωC(1-1)
(−1)1-1qHS/IW(lは2以上の整数)をはずみ車に
指令し、 ここでHSが零点直後に存在するまたは予測される衛星2
の角運動量、IWがはずみ車7の慣性モーメント、および
1<q<2で、 d)最後に、零点で衛星2の角運動量が所定値HSO以下
に低下するまで方法過程c)を繰り返す、 ことによって解決されている。
この発明の他の有利な構成は、特許請求の範囲の従属
請求項に記載されている。
[実施の形態] この発明によれば、充分なエネルギ供給を再開した
後、先ず地球センサの視界内に地球が存在するか否か、
またはずみ車の回転数ωが小さな予備選択可能な値Δω
ほど許容下端値ωLより小いさい値ωL−Δω以上に未だ
あるか否かを調べる。両方の条件が満たされていれば、
本来の再捕捉方法を実行するのではなく、例えば、通常
のセンサ制御を行う。この制御は、地球センサにより常
時測定されるピッチ偏差がはずみ車の回転数を適当に変
化させて除去できるものである。
しかし、上記二つの条件が満たされなければ、つま
り、地球が地球センサの視界外にあり、はずみ車の角速
度ωL−Δωより小さいなら、ピッチ姿勢に対するこの
発明による再捕捉方法を実施する。
その後、はずみ車に角速度の一回目の増大を指令す
る。即ち、はずみ車に適当な目標回転数ωCを予め与
え、この目標回転数により衛星が回転を緩めるが、地球
が地球センサの視界内に入り、このセンサがピッチ偏差
の零点(θ=0)を確認する前に、衛星の回転を零にし
ないことが保証される。この時点で、はずみ車に回転数
を更に増大させる指令を与える。この増大により衛星は
全残留角運動量を失うだけでなく、更にその回転方向の
逆転も保証できる。これ等は全て角運動量保存則に基づ
き行われる。衛星の回転方向が逆転するため、地球セン
サは直ぐピッチ偏差の新しい零点を確認する。こうし
て、衛星は一般に所定値HSOより相当大きい角運動量も
未だ保有している。
前記の値HSOは、地球衛星の視界とはずみ車に与える
ことのできる最大のトルクとに依存している。センサの
視界がより広く、このトルクがより大きくなれば、前記
値HSOもより大きく選ぶことができる。
上に述べたピッチ偏差の二回目の零点の直後に、角速
度を減少させることをはずみ車に指令する。これによ
り、衛星が回転方向を再び変えることを保証できる。こ
の場合、命令された角速度の変更はqHS/IWとなる。こ
こでHSは衛星の角運動量、IWははずみ車の慣性モーメン
トである。係数qの選択により(1<q<2),特にq
=1.5で、衛星はピッチ偏差の次の零点で、二回目の零
点の時より小さい角運動量を保有することになる。q=
1では、衛星は一定のピッチ偏差を維持し、q>2で
は、衛星の角運動量はピッチ偏差の三回目の零点で増大
する。
他の零点毎に、はずみ車に回転数の減少または増加を
交互に指令するため、零点通過の時点で残存する衛星の
角運動量はもっと小さくなり、結局、値HSO以下にな
る。こうして、例えば上に述べたセンサ制御に切り換え
ることができる。
式、qHS/IWを計算する場合、考慮すべき各零点通過
の時点の衛星の角運動量HSは種々の慣用方法で直接測定
されるが、この角運動量を以下に示す方法で予測すると
特に有利である。この方法では、はずみ車の角速度ωを
常時測定し、上で既に説明したように、ピッチ偏差の零
点を地球センサで検出できることを使用しているだけで
ある。更に、測定されたはずみ車の回転数と予め与えた
各指令値ωCを常時比較して、両方の値が何時一致する
かを確認することが必要である。これ等の時点およびピ
ッチ偏差の前記零点通過の時点で、はずみ車の対応する
回転数ωを記憶する必要がある。これ等の個々の回転数
の値から、零点通過の時点で衛星にあるその時の角運動
量HSを予測できる。これに対して特許請求の範囲第2項
に規定する方法は以下の数学的な導き方に基づいてい
る。
二つの式、 IY=−T (1a) −IW=T (1b) は、衛星の角運動量を予測する基礎となる。ここでIY
衛星のピッチ軸の周りの慣性モーメント、IWははずみ車
の慣性モーメント、θは衛星のピッチ角度、即ち軌道面
に投影したZ軸が衛星と地球の中心点を結んで決まる零
位置からのずれ、ωははずみ車の角速度、Tははずみ車
に加わるトルク、即ち制御モーメントと摩擦モーメント
の和を意味する。これ等の式は、はずみ車に加わるトル
クTがはずみ車の角速度ωの対応する変化となり、これ
が角運動量保存則により衛星の回転速度の対応する逆向
きの変化を与える。
tm-2,θm-2m-2,ωm-2およびtm,θm,,ωm
をピッチ偏差の零点通過の時点とそこでの状態変数の値
としよう。ここでmは≧3で奇数の整数である。そうす
ると、式(1a)を二重積分して、 となる。方程式(1a)と(1b)を加算し、限界値tm-2
tmの間で積分して、 IY m−IWωm=IY m-2−IWωm-2 (3) を得る。衛星の角運動量HS(tm)に対してHS=IYωmに従
い式(2)と(3)をまとめて、 あるいはT=−IWを計算に入れて、 を得る。
ピッチ偏差θの零点に対しては、式(5)の右辺の第
二項は零になる。tm-2とtmの間の時間間隔を時点tm-1
分離された二つの部分間隔に分割すると、 となる。tm-2とtm-1の間ではずみ車に一定のトルクT=
−IWが作用し、時点tm-1とtmの間でこのトルクがT=
0,つまり、はずみ車の角速度ωが時間に無関係であると
言う仮定の下で、ω(tm-1)≡ωm-1およびtm−tm-1
Δtm2,tm-1−tm-2≡Δtm1とtm−tm-2≡Δtmとすると、 が得られる。
式(7)はピッチ偏差θの零点通過の時点tmで予測さ
れる衛星の角運動量を表す。この計算では、はずみ車の
慣性モーメントIWに対する既知の値の外に、異なった三
つの時点でのはずみ車の角速度ωに対する測定値および
対応する時間間隔のみが入っている。添字m-2およびm
が零点通過の時点tm-2,tmに対するもので、添字(m-1)
は前記両時点の中間の時点tm-1に対応するもので、この
時点で指令したはずみ車の角速度ωCとそれに対応する
測定値の間に丁度一致が生じる。各零点tmで予測される
衛星の角運動量HSを求めるため、先行する二つの時点t
m-1とtm-2でωとtの対応する測定値を把握できなくて
はならない。
この発明の方法により、衛星のヨー軸(Z軸)に関す
る失われた地球指向を自動的に回復できる。その場合、
ただ前提となることは、はずみ車のモータと地球センサ
へのエネルギ供給が再び与えられ、はずみ車の回転数ま
た角速度を測定でき、そして、結局ピッチ偏差の零点通
過の時点で衛星のその時の角運動量HSを測定できるか、
あるいは式(7)により予測できることである。この方
法を実施するため、反作用ノズルは不要で、それ応じた
燃料消費も生じず、地上ステーションを介入させる必要
もなく、しか測定範囲が比較的狭い地球センサを使用で
きる。
[実施例] 以下、この発明の実施例を図面と表に基づきより詳し
く説明する。
第1図は、赤道上で静止する周回軌道3上にある衛星
2を模式的に示す。この衛星の重心には衛星に固定され
た直交座標系が指定されている。衛星2は三軸安定化さ
れているので、ロール軸(X軸)を周回方向に、ヨー軸
(Z軸)を地球1の中心点に、そしてピッチ軸(Y軸)
を他の二つの軸に垂直にし、しかも軌道面に垂直に向け
ている。地球センサ(図示せず)は、例えば地球の両縁
部分を観測するように地球1を指向している。この地球
センサはピッチ偏差θ,即ち、衛星と地球の中心点の間
を結ぶ線で与えられる零方向からZ軸方向の角度のずれ
を表す記号を出力する。更に、衛星の中には回転軸をピ
ッチ軸6に対して平行に向けたはずみ車7が配設されて
いる。このはずみ車7はピッチ軸の周りの姿勢制御に使
用されている。この制御により周回期間中、ヨー軸5が
常時地球の中心点へ向いている。衛星2は常時小さな固
有の角運動量を保有している。ヨー軸5が所望の零位置
から外れると、それに応じてはずみ車7の回転数が変化
して、ヨー軸が再び前記所望の基準位置に戻る。
衛星2は、例えばピッチ軸6の周りに慣性モーメント
IY=1500Nm sec2を有し、はずみ車7は慣性モーメントI
W=0.1Nm sec2を有する。このはずみ車7に印加できる
最大のトルクTmaxは正または負の回転方向で0.1Nmにな
る。はずみ車7の通常の動作範囲は45Nm secと55Nm sec
の間にある。これから、通常の動作で許される角速度の
下端値および上端値はそれぞれωL=45/IW rad/secおよ
びωU=55/IW rad/secとなる。通常の動作では、はずみ
車7は値ωLとωUの角速度で与えられる範囲を逸脱しな
いと仮定する。
例えば、周回軌道の太陽の影になる期間でエネルギ供
給が無くなると、はずみ車7の回転数または角速度は避
け難い摩擦効果により不明な値に低下する。例えば、影
の期間から抜け出た後、エネルギ供給が回復すると、失
われたヨー軸の地球指向は、この発明による再捕捉方法
を利用して回復する。例えば、平面状の太陽発電体9が
充分に太陽へ向き充分なエネルギを利用できる場合に
は、再捕捉を行える。先ず、地球センサの視界外に地球
があるか否か確認する必要がある。視界外であれば、は
ずみ車7の角速度ωが、例えばΔω=1.5rad/secの値ほ
ど下端値ωLより小さいところにあるか否かを調べる。
これもそうであれば、時点t0ではずみ車7に角速度ωC0
=ωL−Δωを指令する。この選択により、はずみ車7
の角速度が正常な動作領域に未だ戻っていないので、エ
ネルギ不足の期間中、角運動量保存則のため、はずみ車
7の失った角運動量を受け取る衛星2の回転運動は未だ
完全に零に低下していないと確認される。つまり、先ず
地球が再び地球センサの視界内に入ることを保証する必
要がある。衛星を前もって完全に減速させるべきでな
く、第一回目の零点に到達する前にその回転方向を変え
るべきではない。はずみ車7の加速期間であるこの第一
期間は第2図のグラフに時点t0とt1の間で表してある。
このグラフは衛星のピッチ偏差θ(上部),はずみ車7
の角速度ω(中間)および衛星2の角速度(下部)の
時間変化を示す。時点t1では、地球センサで確認される
ピッチ偏差θの零点が初めて現れる。この時点で、はず
み車7に新しい角速度ωC1=ωUが指令される。はずみ
車7は更に回転速度を上げ、衛星2はその角速度が零
を通過するまで、つまり、衛星の回転方向が逆転する
(の符号が入れ換わる)まで、回転を更に減速させ
る。この時点では、はずみ車7は未だ所定の角速度ωC1
=ωUに達していなく、これはむしろ時点t2で初めて生
じる。その後、時点t0とt2の間で、例えば一定値−0.1N
mとなっていたはずみ車7へ働くトルクTは0となる。
はずみ車7はそれ以上は加速されず、その角速度が一定
となり、衛星2の角速度も変化しない。時点t3ではピ
ッチ偏差θの二回目の零点を通過する。この時点からは
角速度ωに対する新しい値ωC2をはずみ車7に与え、こ
の値ωC2は前の値ωC1=ωUに比べて値qHS/IWほど小さ
い。係数qは既に上述べた理由によりq=1.5に選定さ
れる。従って、係数qは二つの限界値q=1.0とq=2.0
の中間にある。HSの値はピッチ偏差θの二回目の零点通
過の時点で式(7)により初めて決定される。それに
は、時点t3,t2,t1の角速度の測定値および時間間隔t2-t
1,t3-t2とt3-t1が必要である。
第2図のグラフに示すように、はずみ車7は角速度ω
が時点t4で指令された角速度ωCに達するまで、再びそ
の角速度を低下させる。この時点では、衛星2は既に回
転方向を逆転させているので、時点t5ではピッチ偏差θ
の三回目の零点が地球センサにより記録される。時点t5
とt4の間では、はずみ車7の角速度ωおよび衛星2の角
速度は一定である。
時点t5では、衛星2の残留角運動量HSも同じように式
(7)により新たに測定される。この残留角運動量HS
二回目の零点通過の時点t3に比べて既に低下している。
ここで、前の目標値を値qHS/IWほど大きくした新たな
角速度ωCをはずみ車7に再び指令する。これは、所定
の角速度ωCに達するまではずみ車を加速し、衛星2が
新たに回転方向を逆転させ、他の零点通過を目指すこと
になる。説明した方法により、衛星の角運動量HSが零点
で所定のしきい値HSO,例えばHSO=1.5Nm secに選定さ
れた値以下に低下するまで、衛星2が更に小さくなった
振幅でピッチ角度の零位置の周りを振動することにな
る。時点t5まで数値θ,ωおよびの時間変化が第2図
のグラフに与えてある。初期条件から生じる数値は表I
から読み取れる。これ等の数値は式(1a),(1b)およ
び(7)に基づき算定されたものである。tm=0.0 sec
後、各部品の機能を確実に保証するように、更に20 sec
待時間を設けている。
はずみ車7の角速度の目標値ωCが予め与えられてい
るか、この目標値に未だ達していない時間間隔の間で
は、はずみ車へ働くトルクの一般的な制御規則がTC=−
k(ωM−ωC)であり、ここでωMは角速度のその時の
測定値、kは制御係数である。前記時間間隔の大部分の
間には、TCが導入できる最大トルクTmaxを越えているの
で、実際に作用するトルクTは一定値Tmaxに留まる。そ
れ故、時点tm-2とtm-1の間でトルクTは一定であると言
う。上記の計算で前提とした仮定も正当化される。
上に説明して再捕捉の制御は回転数の制御と見做せ
る。何故なら、はずみ車7の回転数を主に使用するから
である。ピッチ偏差θの零点で衛星2の残留角運動量HS
により値HSO以下である場合には、センサ制御と見做せ
る他の制御方式に切り換わる。これは次の制御規則、 TC=k1T1L(θM)+k2x+k3(ωM−ωS) (8) に基づく。ここでk1,k2,k3およびT1は制御係数、θM
地球センサで測定されたピッチ偏差の角度、Lは所定の
測定値θM以上で一定となる制限関数、およびωSは以下
に与えるパラメータである。xとLの間には次の関係、 がある。関数L(θM)はθMに依存して零点から正と負
の値へ傾斜1の直線として推移し、一定値θMSから一定
に推移する。この値は、特に線型領域と飽和領域|θM
|≧θMSを有する地球センサで与えられ、この飽和領域
ではこのセンサが未だ正しい符号を出力する。
パラメータωSは、センサ制御の開始時点tsでのはず
み車7の角速度に対する測定値ωMに等しく設定され
る。即ちωS=ωM(ts)である。他のパラメータx(ts
に対して、予測される衛星の角運動量HSが1.5Nm secよ
り小さくなる時、センサ制御が行われるなら、 となる。僅かな待ち時間の後、エネルギ供給が再開する
と、地球が地球センサの視界内に入った時にもこのセン
サ制御が行われる。この時x(ts)=0となる。
このセンサ制御を使用することは、上に詳しく説明し
たように、前述の回転数制御に直接結び付いている。制
御規則中にある減衰項k2xに対しては、ピッチ偏差の最
後の零点で予測される角運動量HSのため、式(10)に従
って直ちに初期パラメータx(ts)の値が利用される。
これは有利である。何故なら、さもないと、センサ制御
の制御規則中で減衰項を形成するためピッチ偏差角度θ
の時間微分を導入する必要があり、これは測定および制
御技術上望ましくないからである。
センサ制御の間、地球が地球センサの視界から消える
と、次の地球通過時点まで、衛星が負の側に回転してい
る場合、ωC=ωLに、また衛星が正の側に回転する場
合、ωC=ωUにする。
【図面の簡単な説明】
第1図、付属座標系X,Y,Zを伴う赤道上の地球周回軌道
にある衛星の模式図、 第2図、この発明による再捕捉方法を実施している間、
状態値θ、ωおよびθの時間変化を示すグラフ。 図中参照符号: 1……地球 2……衛星 3……軌道 4……ロール軸 5……ヨー軸 6……ピッチ軸 7……はずみ車 9……太陽発電体

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一個の地球センサと、衛星に固定された座
    標系(X,Y,Z)のピッチ軸(Y軸)の方向に回転軸を合
    わせた一個のはずみ車とを備え、周回軌道上でヨー軸
    (Z軸)を地球の中心点に、しかもロール軸(X軸)を
    周回方向に向け、通常の動作時に下端値ωLと上端値ωU
    の間に維持されているはずみ車の角速度ωがエネルギ供
    給の不足により下端値ωL以下に低下したためヨー軸の
    地球指向が失われている場合、衛星のピッチ姿勢を再捕
    捉する方法において、エネルギ供給を再開した後、地球
    (1)が地球センサの視界から外れ、角速度ωが下端値
    ωLから予め選択可能な値Δωより大きい値ほど低下し
    ている限り、 a)地球センサがピッチ偏差の零点(θ=0)を確認す
    るまで、はずみ車(7)に値ωC0=ωL−Δωとなる一
    回目の回転数の増大を指令し、 b)次いで、衛星(2)の回転運動方向の逆転を保証す
    る値ωC1=ωUへの回転数の更なる増大をはずみ車
    (7)に指令し、 c)次いで、地球センサにより確認されたピッチ偏差の
    他の零点(θ=0)毎に、はずみ車(7)の回転数を交
    互に減少または増加させる新しい角速度ωC1=ωC(1-1)
    +(−1)1-1qHS/IW(lは2以上の整数)をはずみ車
    に指令し、ここでHSが零点直後に存在するまたは予測さ
    れる衛星(2)の角運動量、IWがはずみ車(7)の慣性
    モーメント、および1<q<2で、 d)最後に、零点で衛星(2)の角運動量が所定値HSO
    以下に低下するまで処理過程c)を繰り返す、 ことを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】予測される角運動量HSを求めるため、はず
    み車(7)の角速度ω(t)を常時測定して、その都度
    指令された角速度ωCと比較し、零点(θ=0)通過の
    時点tm(m≧3の奇数)で対応する角速度ω(tm)を、
    また指令された角速度が測定された角速度に一致(ω
    (tm-1)=ωC)する時点tm-1で対応する角速度ω(t
    m-1)を時間tm-1およびtmと共に記憶し、零点(θ=
    0)毎に、予測さ に従って算出し、ここでωm≡ω(tm)であり、Δtm2
    tm−tm-1,Δtm1≡tm-1−tm-2およびΔtm≡tm−tm-2
    あることを特徴とする請求項1に記載の再捕捉方法。
  3. 【請求項3】q=1.5を選んでいることを特徴とする請
    求項1または2に記載の再捕捉方法。
  4. 【請求項4】衛星(2)の角運動量HSが、ピッチ姿勢の
    制御を更に行う値HSO以下に低下した後、次の形、 TC=k1T1L(θM)+k2x+k3(ωM−ωS) の制御規則(センサ制御)が予め与えられていて、ここ
    でTCはずみ車(7)に導入すべきトルク、ki(i=1,2,
    3)およびT1は制御定数、L(θM)はピッチ姿勢の測定
    値θMに対する制限関数、ωMははずみ車(7)の角速度
    の測定値を意味し、xとLの間には=L(θM)の関
    係があり、ωSはセンサ制御の開始時間tsに対する初期
    値ωM(ts)に等しく選定されることを特徴とする請求項
    1〜3のいずれか1項に記載の再捕捉方法。
  5. 【請求項5】初期値x(ts)は式 x(ts)=−qHSk3/IWk2 により(1<q<2を用いて)決定されることを特徴と
    する請求項4に記載の再捕捉方法。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2710314B1 (fr) * 1993-09-23 1995-12-15 Aerospatiale Satellite stabilisé 3-axes à pointage géocentrique en orbite basse à générateur solaire orientable 1-axe.
US5794892A (en) * 1995-10-25 1998-08-18 Hughes Electronics Critical nutation dampling on spinning bodies via momentum wheels or similar devices
DE19640277A1 (de) * 1996-09-30 1997-03-20 Geuer Mann Ernst Maschine zur Erzeugung von Winkelbeschleunigungen, für Steuerzwecke durch das Wechselwirkungsprinzip
US5921505A (en) * 1996-12-02 1999-07-13 Trw Inc. System and method for reducing mechanical disturbances from energy storage flywheels
US6191728B1 (en) * 1999-07-07 2001-02-20 Honeywell International Inc. Agile satellite targeting
KR20030025407A (ko) * 2001-09-20 2003-03-29 한국항공우주연구원 지구센서를 이용한 인공위성의 위도와 경도 추정방법
CN112572835B (zh) * 2020-12-15 2022-07-05 长光卫星技术股份有限公司 一种具有姿态切换的卫星在轨角动量管理及控制方法
CN113148234B (zh) * 2021-04-07 2023-03-28 长光卫星技术股份有限公司 一种低成本高精度微小卫星反作用飞轮及其控制实现方法
CN113815903B (zh) * 2021-09-06 2023-06-23 长光卫星技术股份有限公司 一种用于遥感卫星的飞轮过零规避方法
CN116331525B (zh) * 2023-03-13 2024-04-02 长光卫星技术股份有限公司 一种卫星飞轮转速过零规避方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3591108A (en) * 1967-01-27 1971-07-06 Rca Corp Control system for spinning bodies
US3695554A (en) * 1970-10-16 1972-10-03 Rca Corp Nutation damping in dual-spin spacecraft
US3813067A (en) * 1972-06-29 1974-05-28 Trw Inc Attitude stabilization system
US4084772A (en) * 1976-01-28 1978-04-18 Rca Corporation Roll/yaw body steering for momentum biased spacecraft
DE2749868C3 (de) * 1977-11-08 1980-05-22 Messerschmitt-Boelkow-Blohm Gmbh, 8000 Muenchen Sonnen- und Erderfassungsverfahren für Satelliten
US4193570A (en) * 1978-04-19 1980-03-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Active nutation controller
US4275861A (en) * 1978-08-04 1981-06-30 Rca Corporation Orientation of momentum stabilized vehicles
US4424948A (en) * 1981-01-22 1984-01-10 Rca Corporation Magnetically torqued nutation damping
US4504032A (en) * 1982-03-10 1985-03-12 Rca Corporation Control of nutation in a spacecraft

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