2007 Fiscal Year Annual Research Report
CMGを搭載した超小型衛星による迅速姿勢制御システムの研究開発
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06J05567
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
尾曲 邦之 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | CMG / 小型人工衛星 / 姿勢制御 / 最適制御 |
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| Research Abstract |
1.CMGの性能指標に関する検討をまとめた.
(1)リアクションホイールなどの他のデバイスと定量的に比較するための指標を導入し,搭載に必要な体積という観点から,性能要求に応じてCMGが優れていることを計算により導出する方法を提案した.
(2)ジンバル制御の安定性に関する検討は,内部のフィードバック組み込みにより解決策が得られているが,性能向上とのトレードオフに関しては今後の課題である.
(3)真空下で使用するためのハードウェアに関して多摩川精機株式会社と共同で検討を行い,宇宙用のものよりも高速で回転させることで,全体の小型化を行うことを提案し,試作を行った.性能試験を通じて,より実用的なものへ改良するための提案を行う.
2.CMGの配列に関する検討を行った.
(1)過去に提案されてきた様々な配列に関して性能指標の計算を行い,出力方向への依存性をまとめ,特異点の到達頻度と性能指標の大小にある程度の相関があることを改めて示した.
(2)2台のCMGを直交して配置するルーフ型の一種について重点的に検討を行った.この配列は最適制御理論の適用を前提とする場合には,衛星構体の慣性モーメントと要求トルク性能の比に応じて,姿勢制御デバイスの搭載体積を最も小さくすることができる.
3.従来型の駆動則をまとめ,最適制御理論の応用について検討した.
(1)従来型の駆動則を,時間最適性および誘導則追従性の観点から3つに分類し,目的に応じてこれらの中から最適な駆動則を選択すべきであることを示した.
(2)時間最適かつ誘導則に追従できる駆動則は,最適制御理論の導入により,最小化すべき目的関数に工夫を行うペナルティ法の一種を用いることで計算できることを示した.
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