JPS608198A - 人工衛星の姿勢制御装置 - Google Patents
人工衛星の姿勢制御装置Info
- Publication number
- JPS608198A JPS608198A JP58114555A JP11455583A JPS608198A JP S608198 A JPS608198 A JP S608198A JP 58114555 A JP58114555 A JP 58114555A JP 11455583 A JP11455583 A JP 11455583A JP S608198 A JPS608198 A JP S608198A
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- JP
- Japan
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- solar cell
- attitude
- attitude control
- cell plate
- satellite
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、太陽電池板を有する三軸姿勢制御人工衛星等
に用いられる姿勢制御装置に関する。
に用いられる姿勢制御装置に関する。
一般に、三軸姿勢制御人工衛星では、第１図に示すよう
に、外部に太陽電池板１，２を有すると共にリアクショ
ンホイール３を搭載している。即ち、人工衛星に作用す
る外乱トルク４に対して人工衛星に搭載したリアクショ
ンホイール３０回転数を変化させることによっテ、人工
衛星筐体に生じる回転モーメンタムをリアクションホイ
ール３で吸収し、人工衛星の姿勢を維持する制御方式を
採用している。
に、外部に太陽電池板１，２を有すると共にリアクショ
ンホイール３を搭載している。即ち、人工衛星に作用す
る外乱トルク４に対して人工衛星に搭載したリアクショ
ンホイール３０回転数を変化させることによっテ、人工
衛星筐体に生じる回転モーメンタムをリアクションホイ
ール３で吸収し、人工衛星の姿勢を維持する制御方式を
採用している。
前記外乱トルク４の要因は
（１ン 太陽放射圧によるトルク。
（２）重力傾度によるトルク。
（３）地磁気と人工衛星残留磁気とによるトルク。
が主なものである。特に、静止衛星のような高高度衛星
では、重力傾度、地磁気によるトルクが小さく、太陽放
射圧によるトルクが外乱トルクとして支配的になる。こ
の外乱トルクが常に一定方向に作用する場合、リアクシ
ョンホイールの回転数が増加して最後にはリアクション
ホイールの回転数が飽和し、その結果、人工衛星は姿勢
を制御出来なくなる。
では、重力傾度、地磁気によるトルクが小さく、太陽放
射圧によるトルクが外乱トルクとして支配的になる。こ
の外乱トルクが常に一定方向に作用する場合、リアクシ
ョンホイールの回転数が増加して最後にはリアクション
ホイールの回転数が飽和し、その結果、人工衛星は姿勢
を制御出来なくなる。
そこで、従来の人工衛星では、リアクションポイールの
回転数がある値以上になると、スラスタや磁気トルカ等
によって人工衛星にトルクを発生させて、リアクション
ホイールの回転数を下げる動作（ホイールのアンロード
）を行う。
回転数がある値以上になると、スラスタや磁気トルカ等
によって人工衛星にトルクを発生させて、リアクション
ホイールの回転数を下げる動作（ホイールのアンロード
）を行う。
しかしながら、従来のようなｄ＝イールのアンロード機
能を有する姿勢制御装置では、（１） ホイールアンロ
ードにスラスタを用いる場合、スラスタ噴射時の人工衛
星の姿勢変動が太きい。
能を有する姿勢制御装置では、（１） ホイールアンロ
ードにスラスタを用いる場合、スラスタ噴射時の人工衛
星の姿勢変動が太きい。
（２） ホイールアンロードのためのスラスタ推薬が余
分に必要である。
分に必要である。
（３）磁気トルカを用いてアンロードする場合、コイル
、および駆動部とを人工衛星に搭載しなければならない
。
、および駆動部とを人工衛星に搭載しなければならない
。
（４）上記（２） 、 （３）のために人工衛星重量カ
ニ重く（５）磁気トルカの場合、消費電力が大きい。
ニ重く（５）磁気トルカの場合、消費電力が大きい。
等の欠点があった。
本発明は上記の欠点を除去するもので、太陽電池板を太
陽方向に対してオフセットさせることによって生じる風
車トルクを利用してホイールのアンロードを行う機能を
持たせた人工衛星の姿勢制御装置を提供することを目的
とする。
陽方向に対してオフセットさせることによって生じる風
車トルクを利用してホイールのアンロードを行う機能を
持たせた人工衛星の姿勢制御装置を提供することを目的
とする。
本発明は、太陽電池板を有する三軸姿勢制御人工衛星に
於て、太陽電池板を太陽光に対してオフセットさせるこ
とによって発生する風車トルクを利用して、リアクショ
ンホイールに蓄積したモーフ／タムをアンロードする機
能を有する人工衛星の姿勢制御装置である。
於て、太陽電池板を太陽光に対してオフセットさせるこ
とによって発生する風車トルクを利用して、リアクショ
ンホイールに蓄積したモーフ／タムをアンロードする機
能を有する人工衛星の姿勢制御装置である。
以下、本発明の一つの実施例を図面を参照して説明する
。
。
この実施例の人工衛星は第２図に示すように、リアクシ
ョンホイール３が搭載され、外部には２枚の太陽電池板
１，２が設けられ、この各太陽電池板１，２にはそれぞ
れ太陽センサ５，６が設けられる。図中、７は太陽光、
８は風車トルクを示す。
ョンホイール３が搭載され、外部には２枚の太陽電池板
１，２が設けられ、この各太陽電池板１，２にはそれぞ
れ太陽センサ５，６が設けられる。図中、７は太陽光、
８は風車トルクを示す。
即ち、第３図に示すように、各リアクションホイール３
からの回転情報は姿勢制御装置９内の姿勢制御ロジック
部１０に送られる。また、各太陽電池板１，２にそれぞ
れ設けられた太陽センサ５，６によって太陽電池板１，
２への太陽入射角をそれぞれ検出する。この検出信号は
太陽電池板ドライブロジック部１１に送られて処理され
、太陽電池板第１駆動部１２及び第２駆動部１３を駆動
する信号を発生させる。通常姿勢制御ロジック部１０は
姿勢センサ１４からの情報に基づいてリアクションホイ
ールを増速したシ減速したシし、同時にその回転数をモ
ニタする。リアクションホイールの回転数が姿勢制御買
シック部１０で設定されている回転数に達すると、姿勢
制御ロジック部１０は特定のノ々イアス信号１５を発生
し、それを太陽電池板ドライブロジック部１１に入力す
る。太陽電池板ドライブロジック部１１では、入力され
たバイアス信号１５を太陽センサ５の信号から引き算す
ると共に、入力されたバイアス信号１５を太陽センサ６
の信号に加える。このようにして、バイアス信号１５を
加減算したそれぞれの信号に基づいて、パドル駆動信号
発生器１６で各々の太陽電池板駆動部１２．１３への各
ドライブ信号を生成する。各ドライブ信号によって、太
陽電池板第１駆動部１２および太陽電池板第２駆動部１
３が各太陽電池板１，２を駆動する。
からの回転情報は姿勢制御装置９内の姿勢制御ロジック
部１０に送られる。また、各太陽電池板１，２にそれぞ
れ設けられた太陽センサ５，６によって太陽電池板１，
２への太陽入射角をそれぞれ検出する。この検出信号は
太陽電池板ドライブロジック部１１に送られて処理され
、太陽電池板第１駆動部１２及び第２駆動部１３を駆動
する信号を発生させる。通常姿勢制御ロジック部１０は
姿勢センサ１４からの情報に基づいてリアクションホイ
ールを増速したシ減速したシし、同時にその回転数をモ
ニタする。リアクションホイールの回転数が姿勢制御買
シック部１０で設定されている回転数に達すると、姿勢
制御ロジック部１０は特定のノ々イアス信号１５を発生
し、それを太陽電池板ドライブロジック部１１に入力す
る。太陽電池板ドライブロジック部１１では、入力され
たバイアス信号１５を太陽センサ５の信号から引き算す
ると共に、入力されたバイアス信号１５を太陽センサ６
の信号に加える。このようにして、バイアス信号１５を
加減算したそれぞれの信号に基づいて、パドル駆動信号
発生器１６で各々の太陽電池板駆動部１２．１３への各
ドライブ信号を生成する。各ドライブ信号によって、太
陽電池板第１駆動部１２および太陽電池板第２駆動部１
３が各太陽電池板１，２を駆動する。
而して、バイアス信号１５がゼロの場合、太陽電池板１
，２への太陽光７の入射角が太陽電池板１，２共にゼロ
となるよう（太陽光７が太陽電池板１，２に垂直に入射
するよう）に太陽電池板１，２が駆動される。この場合
は、太陽電池板１，２がともに太陽方向に向けられるの
で太陽放射圧による風車トルクは発生しない。一方、バ
イアス信号１５がゼロでない場合ノ々イアス信号値をα
とすると、太陽センサ５の発生器 」号が＋α、太陽セ
ンサ６の発生信号が一αとなる（減３Ｆ出力、加算出力
がともにゼロ）ように太陽電池板１，２が駆動される。
，２への太陽光７の入射角が太陽電池板１，２共にゼロ
となるよう（太陽光７が太陽電池板１，２に垂直に入射
するよう）に太陽電池板１，２が駆動される。この場合
は、太陽電池板１，２がともに太陽方向に向けられるの
で太陽放射圧による風車トルクは発生しない。一方、バ
イアス信号１５がゼロでない場合ノ々イアス信号値をα
とすると、太陽センサ５の発生器 」号が＋α、太陽セ
ンサ６の発生信号が一αとなる（減３Ｆ出力、加算出力
がともにゼロ）ように太陽電池板１，２が駆動される。
すなわち、第２図に示すように太陽電池板１，２は、太
陽光 （７の方向に対し互いに逆方向に同じ角度だけ傾
けられる。これによシ、太陽電池板１，２には、二それ
ぞれ放射圧Ｔ１．Ｔ２のＸ方向成分子１Ｘ・ ′Ｔ が
発生ずる。この放射圧Ｔ 、Ｔ は、互２ｘ １ｘ ２
ｘ いに逆向きで等しい大きさであシ、これらは中心Ｏの゛
まわ９の偶力となる。したがって、太陽光７にオフセッ
トした太陽電池、仮１，２に作用するこの太陽放射圧Ｔ
、Ｔ によって８に示１ｘ ２ｘ すような方向の風車トルクが発生し、それによってリア
クションホイール３のアンロードが行なわれる。ホイー
ルのアンロードが終了すると、姿勢制御ロジック部１０
はバイアス信号１５をゼロにする。これによって再び太
陽電池板１，４．ｉｉ２への太陽光入射角がゼロになる
ように太陽電池板が駆動され、風車トルクが発生しなく
なる。 ａ風上のようにして風車トルクによるホイール
アンロードが実施される。
陽光 （７の方向に対し互いに逆方向に同じ角度だけ傾
けられる。これによシ、太陽電池板１，２には、二それ
ぞれ放射圧Ｔ１．Ｔ２のＸ方向成分子１Ｘ・ ′Ｔ が
発生ずる。この放射圧Ｔ 、Ｔ は、互２ｘ １ｘ ２
ｘ いに逆向きで等しい大きさであシ、これらは中心Ｏの゛
まわ９の偶力となる。したがって、太陽光７にオフセッ
トした太陽電池、仮１，２に作用するこの太陽放射圧Ｔ
、Ｔ によって８に示１ｘ ２ｘ すような方向の風車トルクが発生し、それによってリア
クションホイール３のアンロードが行なわれる。ホイー
ルのアンロードが終了すると、姿勢制御ロジック部１０
はバイアス信号１５をゼロにする。これによって再び太
陽電池板１，４．ｉｉ２への太陽光入射角がゼロになる
ように太陽電池板が駆動され、風車トルクが発生しなく
なる。 ａ風上のようにして風車トルクによるホイール
アンロードが実施される。
以上述べたように本発明によれば、太陽電池反を太陽方
向に対してオフセットさせることにとって生じる風車ト
ルクを利用してホイールのアンロードを行うことにより
次のような利点がしる。
向に対してオフセットさせることにとって生じる風車ト
ルクを利用してホイールのアンロードを行うことにより
次のような利点がしる。
（１）従来、人工衛星にとって外乱トルク源であった太
陽放射圧力を逆利用できる。
陽放射圧力を逆利用できる。
（２）風車トルクはスラスタによるトルクに比べて小さ
いので、ホイールアンロード時徐々に行われ、ホイール
アンロード時の姿勢変動が小さい。
いので、ホイールアンロード時徐々に行われ、ホイール
アンロード時の姿勢変動が小さい。
（３）スラスタを使わないのでスラスタ推薬が節約でき
る。
る。
（４）現存の人工衛星の購成に適用しやすい。
第１図は三軸姿勢制御人工衛星を説明する図、肖２図は
本発明に係る人工衛星の姿勢制御装置の一実施例を説明
する図、第３図は本発明に係る人工衛星の姿勢制御装置
の一実施例を説明する概略構成図である。 １．２・・・太陽電池板、３・・・リアクションホイー
ル、５，６・・・太陽センサ、９・・・姿勢制御装置、
１０・・・姿勢制御ロジック部、１１・・・太陽電池板
ドライブロジック部、１２・・・太陽電池板第１駆動部
、１３・・・太陽電池板第２駆動部、１６・・パドル駆
動信号発生器。
本発明に係る人工衛星の姿勢制御装置の一実施例を説明
する図、第３図は本発明に係る人工衛星の姿勢制御装置
の一実施例を説明する概略構成図である。 １．２・・・太陽電池板、３・・・リアクションホイー
ル、５，６・・・太陽センサ、９・・・姿勢制御装置、
１０・・・姿勢制御ロジック部、１１・・・太陽電池板
ドライブロジック部、１２・・・太陽電池板第１駆動部
、１３・・・太陽電池板第２駆動部、１６・・パドル駆
動信号発生器。
Claims (1)
- 複数の太陽電池板を有する人工衛星に外乱トルクによっ
て生じる回転モーメンタムをリアクションホイールで吸
収する人工＜ｌｉｊ星の姿勢制御装置において、各太陽
電池板にそれぞれ対応して設けられ太陽電池板への太陽
入射角を検出する太陽センサと、リアクションホイール
の回転数が所定以上の回転数になるとバイアス信号を発
生する姿勢制御ロジック部と、この姿勢’ｆｉｉｌＪ御
ロジック部からのバイアス信号を前記各太陽センサから
の検出信号でそれぞれ加減算した信号に基づいてそれぞ
れ対応した太陽電池板を駆動する太陽電池板駆動部とを
具備することを特徴とする人工衛星の姿勢制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114555A JPS608198A (ja) | 1983-06-25 | 1983-06-25 | 人工衛星の姿勢制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114555A JPS608198A (ja) | 1983-06-25 | 1983-06-25 | 人工衛星の姿勢制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS608198A true JPS608198A (ja) | 1985-01-17 |
Family
ID=14640729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58114555A Pending JPS608198A (ja) | 1983-06-25 | 1983-06-25 | 人工衛星の姿勢制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608198A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07267199A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-17 | Nec Corp | 太陽電池パドルの方向調整装置 |
| JP2010105659A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Thales | 宇宙機の慣性車輪をアンロードする方法およびシステム |
-
1983
- 1983-06-25 JP JP58114555A patent/JPS608198A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07267199A (ja) * | 1994-03-30 | 1995-10-17 | Nec Corp | 太陽電池パドルの方向調整装置 |
| JP2010105659A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Thales | 宇宙機の慣性車輪をアンロードする方法およびシステム |
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