太陽-地球系ラグランジュ点まわりの人工周期軌道実現のための推進剤不要な姿勢制御

不需要推进剂实现绕日地系统拉格朗日点的人工周期轨道的姿态控制

• 批准号: 19J22108
• 负责人: 久保 勇貴
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J22108/
• 关键词: 非ホロノミック性; 姿勢制御; 可変構造宇宙機; 形態・姿勢同時制御; リー代数; 宇宙機制御; 不変多様体; モーションプランニング; 太陽-地球系ラグランジュ点; 太陽光圧; 非ホロノミック姿勢制御; 小円ハロー軌道

本年度は，研究実施計画に記載の通り，これまでの形状不変の制約を外した一般的な形状・姿勢の同時制御手法について考察を深めた．まず，昨年度までに導出していた姿勢運動の近似解析解をリー代数に基づいた一般的な形式で記述した．この成果はJSASS ATJにて掲載が決定している．また，その解析解を用いて，多自由度関節を有する宇宙機を用いた効率のよい形態・姿勢同時制御手法を構築した．この成果の一部はAIAA JGCDにて掲載が決定している．また軌道維持制御に関して，より一般化した制御則を構築することで，実際の天体軌道を仮定したephemerisモデルにおいてSEL1/L2にて人工周期軌道を設計する手法について考察を深めた．この成果は第二著者としてJAXA宇宙科学シンポジウムにて発表した．この軌道制御の実現には，宇宙機の形態と姿勢を同時に目標量に到達させる制御が不可欠であり，これまでの申請者の研究成果を統合することで当該研究テーマの目的である「太陽-地球系ラグランジュ点周りの人工周期軌道維持とそのための姿勢制御を推進剤不要で両立する手法の確立」を実現可能である．本研究の成果は，変形を利用した大姿勢変更と，太陽光圧を利用した高精度姿勢制御によって，リアクションホイールなどの機械振動を排した無擾乱宇宙機システムの実現に貢献できる．機械振動に敏感な駆動ミラーを搭載した観測機器の性能を飛躍的に向上させることができ，将来の一級の科学成果創出に貢献できる．また，構築した形態・姿勢の同時制御技術の応用範囲は極めて広く，駆動部を有するあらゆる宇宙機のミッションの可能性を大幅に広げることが期待できる．

は this year, the study be applied program recorded に の り, こ れ ま で の shape - not の outside restriction を し た general な shape, posture の system equestrian method に つ い て investigation を deep め た. ま ず, yesterday's annual ま で に export し て い た posture movement の approximate analytic solution を リ ー algebra に base づ い た general な form で account し た. The <s:1> result of が JSASS ATJにて presents が decision て て る る. Analytical solution を use い ま た, そ の て, multi-freedom masato section を have す る machine を universe with い た sharper rate の よ い shape, position and making method of equestrian を build し た. <s:1> <s:1> outcome <e:1> a にて AIAA JGCDにて published が decision て て る る. ま た orbital maintenance suppression に masato し て, よ り generalization し た suppression is を build す る こ と で, be interstate の celestial orbit を 仮 set し た ephemeris モ デ ル に お い て SEL1 / L2 に て artificial periodic orbit を design す る gimmick に つ い て investigation を deep め た. The second author of the <s:1> achievements と と てJAXA space science シ シ ポジウムにて release て た た. The actual occurrence of the <s:1> orbital control <s:1> is に であ, the form of the cosmic machine <s:1> is と, the posture is を, and the に target quantity に reaches させる control が cannot be short of であ. こ れ ま で の applicants の integration research を す る こ と で when the study テ ー マ の purpose で あ る "sun - earth ラ グ ラ ン ジ ュ some weeks り の artificial periodic orbit maintain と そ の た め の posture suppression を propulsion tonic don't で struck made す る gimmick の established" を may be presently で あ る. は の results, this study - shaped を using し た more と large pose variations, sunlight 圧 を using し た high precision position system of imperial に よ っ て, リ ア ク シ ョ ン ホ イ ー ル な ど の mechanical vibration row を し た without disrupting the universe machine シ ス テ ム の be presently に contribution で き る. Mechanical vibration に sensitive な 駆 dynamic ミ ラ ー を carry し た 観 の measuring machine performance を leap upward に さ せ る こ と が で き, future の level の scientific achievements makes contribution に で き る. ま た, constructing し た shape, posture の suppression technology at the same time の 応 with van 囲 は extremely め て hiroo く, 駆 move を has す る あ ら ゆ る universe machine の ミ ッ シ ョ ン の possibility を sharply に hiroo げ る こ と が expect で き る.

项目成果

トランスフォーマープロジェクトにおける非ホロノミック姿勢制御の検討状況

Transformer项目中非完整姿态控制研究现状

• 发表时间: 2020
• 作者: Yuki Kubo;Junichiro Kawaguchi;久保勇貴，中条俊大，佐藤泰貴，川口淳一郎，松永三郎，大平元希，楠本哲也，小林紗也，山川裕季菜，菅原佳城
• 通讯作者: 久保勇貴，中条俊大，佐藤泰貴，川口淳一郎，松永三郎，大平元希，楠本哲也，小林紗也，山川裕季菜，菅原佳城

Demonstration Experiment of Nonholonomic Attitude Maneuver by Panel Connection Type Transformable Spacecraft

面板连接式可变形航天器非完整姿态机动验证实验

• 发表时间: 2019
• 作者: Yuki Kubo;Genki Ohira Takuya Chikazawa;Junichiro Kawaguchi
• 通讯作者: Junichiro Kawaguchi

Nonholonomic Reorientation of Free-Flying Space Robots Using Parallelogram Actuation in Joint Space

• DOI: 10.2514/1.g006511
• 发表时间: 2022-05
• 期刊: Journal of Guidance, Control, and Dynamics
• 作者: Yuki Kubo;J. Kawaguchi

トランスフォーマー宇宙機の軌道設計

变压器航天器轨道设计

• 发表时间: 2022
• 作者: 中条 俊大;久保 勇貴;楠本 哲也;菅原 佳城
• 通讯作者: 菅原 佳城

Analytical Attitude Solution for Rectilinear Body Reconfiguration of Transformer Robot

变压器机器人直线体重构的解析姿态解

• 发表时间: 2021
• 作者: Yuki Kubo;Junichiro Kawaguchi
• 通讯作者: Junichiro Kawaguchi