2014 Fiscal Year Research-status Report
劣駆動姿勢制御の実システムへの積極的適用に関する研究
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26820372
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
吉村 康広 首都大学東京, システムデザイン研究科, 助教 (00725624)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | コントロールモーメントジャイロ / フォールトトレラントシステム / 劣駆動システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，人工衛星の劣駆動姿勢制御を積極的に実システムへ適用するために，入力方向制約下における劣駆動制御手法の導出とアクチュエータのフォールトトレラント配置の解析を目的とする.
衛星の実際的な劣駆動状態（アクチュエータ故障時）では，制御入力が一方向もしくは連成する状態が考えられる．これまでの可制御性や劣駆動システムの議論では，理想的な2軸周りトルクが発生できるという仮定のもとで研究が行われてきた．そこで，そのような理想的な入力方向に限定すること無く，実際的な劣駆動状態における可制御性を考慮し，それを最大限に保つことができるフォールトトレラントなアクチュエータ配置の設計手法を示した．
本年度は，コントロールモーメントジャイロをアクチュエータとして扱った．この手法は，初期推定値を必要とすること無く，直観的な重みづけを考慮した最適化が可能である．重みづけの一例として，衛星の故障データから統計的に得られた信頼度を用いた方法を示し，任意数のコントロールモーメントジャイロに対して最適配置を求めることができる．
また，実際的な入力制約を持つシステムとして，フォーメーションフライトにおける最適軌道変更を扱った．入力方向が慣性系，もしくは目標衛星固定系に対して制約を持つ場合のエネルギー最適制御手法を明らかにした．この手法により，フォーメーションフライトによる天体観測や軌道上サービス時において，入力方向制約下でも軌道変更や軌道維持を可能にする．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画を変更し，劣駆動制御の可制御性を考慮したアクチュエータのフォールトトレラント配置解析を先に行なった．コントロールモーメントジャイロに対しては十分な知見が得られたが，スラスタに対してはまだ不十分である．
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| Strategy for Future Research Activity |
基本的に当初の研究計画に沿って進める．26年度の結果をもとに，アクチュエータとしてスラスタを扱った場合のフォールトトレラント配置解析を行い，提案手法を拡張する．その後，それらの配置のもとで，フォールトトレラントな姿勢制御則を導出する．
コントロールモーメントジャイロの場合は，角運動量保存則より，既存の適応姿勢制御則の拡張が可能と考えられる．スラスタの場合は，角運動量が保存されないため，より困難になるため，スラスタを用いた適応姿勢制御則の導出により注力する．
同時に，これらの姿勢制御則を実験的に検証するために，球型エアベアリングを用いた3次元姿勢制御シミュレータの製作と準備を進める．
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| Causes of Carryover |
学会参加費と旅費が当初の計画より，少なくおさまったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度は，実験機製作を進める予定であるため，その電子部品や材料費に使用される予定である．
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