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Study on Precise Attitude Control of Spacecraft Using Control Moment Gyros

Research Project

Project/Area Number 21560817
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Aerospace engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

YAMADA Katsuhiko  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30402481)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) JIKUYA Ichiro  名古屋大学, 工学研究科, 助教 (90345918)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) YOSHIKAWA Shoji  三菱電機(株)先端技術総合研究所, 専任 (40470322)
KODEKI Kazuhide  三菱電機(株)先端技術総合研究所, 専任 (50470323)
Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2011: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2010: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords航法・誘導・制御 / CMG / 姿勢制御 / リミットサイクル / 誘導 / 航法 / 制御 / 人工衛星 / 宇宙機
Research Abstract

A control moment gyro(CMG) has become a popular device for an attitude control of spacecraft. However, the friction torque in the gimbal axis of the CMG may cause a small oscillation(limit cycle) of the spacecraft attitude. In order to examine the limit cycle, an experimental setup has been developed, and the limit cycle by the CMG is confirmed by the experiments. The limit cycle is also analyzed by using a describing function, and the good agreement between the experimental and analytical results is obtained. Furthermore, a method to suppress the limit cycle oscillation is proposed, and its effectiveness is also validated by the experiment.

Report

(4 results)
  • 2011 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2012 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (17 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Analysis and Suppression of Limit Cycle Oscillation Induced by CMG Gimbal Friction2010

    • Author(s)
      Y. Fujii, K. Yamada, T. Shima
    • Journal Title

      TRANSACTIONS OF THE JAPAN SOCIETY FOR AERONAUTICAL AND SPACE SCIENCES, AEROSPACE TECHNOLOGY JAPAN

      Volume: 8 Issue: ists27 Pages: Pd_61-Pd_67

    • DOI

      10.2322/tastj.8.Pd_61

    • NAID

      130001497648

    • ISSN
      1884-0485
    • Related Report
      2011 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CMGのジンバル摩擦による宇宙機姿勢への影響の実験的評価2012

    • Author(s)
      服部友哉,山田克彦
    • Organizer
      計測自動制御学会第12回制御部門大会
    • Place of Presentation
      奈良県文化会館
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] CMGのジンバル摩擦による宇宙機姿勢への影響の実験的評価2012

    • Author(s)
      服部友哉, 山田克彦
    • Organizer
      計測自動制御学会第12回制御部門大会
    • Place of Presentation
      奈良県文化会館(奈良県)
    • Year and Date
      2012-03-16
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] CMGのジンバル摩擦による宇宙機姿勢への影響の実験的評価2011

    • Author(s)
      服部友哉,山田克彦
    • Organizer
      第55回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      愛媛県県民文化会館
    • Year and Date
      2011-12-01
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] CMGのジンバル摩擦による宇宙機姿勢への影響の実験的評価2011

    • Author(s)
      服部友哉, 山田克彦
    • Organizer
      第55回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      愛媛県県民文化会館(愛媛県)
    • Year and Date
      2011-12-01
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis and Experimental Validation of CMG Gimbal Friction Effects on Spacecraft Attitude Control2011

    • Author(s)
      T. Hattori, K. Yamada, R. Terabe, T. Kimata
    • Organizer
      28^<th> International Symposium on Space Technology and Science
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター
    • Year and Date
      2011-06-07
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] Analysis and Experimental Validation of CMG Gimbal Friction Effects on Spacecraft Attitude Control2011

    • Author(s)
      Tomoya Hattori, Katsuhiko Yamada, Ryosuke Terabe, Toshiaki Kimata
    • Organizer
      28^<th> International Symposium on Space Technology and Science
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • Year and Date
      2011-06-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] CMGのジンバル摩擦による宇宙機姿勢への影響について2011

    • Author(s)
      寺部亮祐,山田克彦
    • Organizer
      日本機械学会東海学生会第42回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      豊橋科学技術大学
    • Year and Date
      2011-03-10
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] CMGのジンバル摩擦による宇宙機姿勢への影響について2011

    • Author(s)
      寺部亮祐, 山田克彦
    • Organizer
      日本機械学会東海学生会第42回学生員卒業研究発表講演会
    • Place of Presentation
      豊橋科学技術大学(愛知県)
    • Year and Date
      2011-03-10
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] CMGにおけるジンバル摩擦の宇宙機姿勢への影響について2010

    • Author(s)
      寺部亮祐,山田克彦
    • Organizer
      第47回日本航空宇宙学会関西・中部支部合同秋期大会
    • Place of Presentation
      名城大学
    • Year and Date
      2010-11-26
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] CMGにおけるジンバル摩擦の宇宙機姿勢への影響について2010

    • Author(s)
      寺部亮祐, 山田克彦
    • Organizer
      第47回日本航空宇宙学会関西・中部支部合同秋期大会
    • Place of Presentation
      名城大学(愛知県)
    • Year and Date
      2010-11-26
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] CMGにおけるジンバル摩擦の宇宙機姿勢への影響について2010

    • Author(s)
      寺部亮祐,山田克彦
    • Organizer
      第54回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      静岡県コンベンションアーツセンター
    • Year and Date
      2010-11-18
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] CMGにおけるジンバル摩擦の宇宙機姿勢への影響について2010

    • Author(s)
      寺部亮祐, 山田克彦
    • Organizer
      54回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      静岡県コンベンションアーツセンター(静岡県)
    • Year and Date
      2010-11-18
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] CMGのジンバル摩擦から生じるリミットサイクルの宇宙機の姿勢制御に対する影響について2009

    • Author(s)
      木全敏章,山田克彦
    • Organizer
      第46回日本航空宇宙学会関西・中部支部合同秋季大会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2009-11-27
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] CMGのジンバル摩擦から生じるリミットサイクルの宇宙機の姿勢制御に対する影響について2009

    • Author(s)
      木全敏章, 山田克彦
    • Organizer
      第46回日本航空宇宙学会関西・中部支部合同秋季大会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2009-11-27
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 宇宙機の姿勢制御に対するCMGのジンバル摩擦の影響について2009

    • Author(s)
      木全敏章,山田克彦
    • Organizer
      第53回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      京都大学
    • Year and Date
      2009-09-09
    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Presentation] 宇宙機の姿勢制御に対するCMGのジンバル摩擦の影響について2009

    • Author(s)
      木全敏章, 山田克彦
    • Organizer
      第53回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都府)
    • Year and Date
      2009-09-09
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis and Suppression of Limit Cycle Oscillation Induced by CMG Gimbal Friction2009

    • Author(s)
      Yuta Fujii, Katsuhiko Yamada
    • Organizer
      27^<th> International Symposium on Space Technology and Science
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県)
    • Year and Date
      2009-07-09
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://jupiter.nuae.nagoya-u.ac.jp/cmg.html

    • Related Report
      2011 Final Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://jupiter.nuae.nagoya-u.ac.jp/cmg.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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