高信頼性3次元リアクションホイールの研究

高可靠3D反力轮研究

• 批准号: 18760614
• 负责人: 津田 雄一
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Japan Aerospace Exploration Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760614/
• 关键词: 宇宙機; 姿勢制御; 磁気浮上; 空気浮上; ゼロモーメンタム; 3軸制御; リアクションホイール

昨年度の研究の結果有効と判明した空気浮上方式による球体の保持を,より微小流量・微小擾乱で実現するために,新たな球体浮上のための設計法を確立し,実験システムを構築して実証した。この浮上方式によれば,稼動部分のない圧電ポンプでも球体を浮上させることが可能と見込まれるため,宇宙機への搭載化も視野に入る。他方で,本3次元リアクションホイールの性能評価のためには,非接触で任意の回転状態の球体の角速度ベクトルを,時々刻々計測する必要がある。本研究では,マーカーを用いた光学的な方法で,高速3次元回転の角速度ベクトルを計測する方式を考案し,実験システムを構築して実証した。以上により確立した要素技術と,昨年度までに確立した渦電流方式によるトルク制御技術を基にして,3次元リアクションホイールの基本特性および制御性能の把握のために,発生トルク,蓄積角運動量,消費電力等を計測するとともに,本システムに適した制御系の設計を行った。以上で高信頼性3次元リアクションホイールの要素技術に関する解析,試験結果は一通り網羅された。その他申請時に予定していたより高レベルの総合的な試験は,割り当て予算額が申請額より少なかったため,実施しないこととした。

为了使用空气悬浮方法实现球体的持有，该方法被发现从去年的研究结果中有效，甚至有更多的微流和微渗透，建立了一种新的球形设计方法，并构建了一个实验系统来证明这一点。根据这种倾斜的方法，预计即使没有操作零件的压电泵也可以举起球体，因此也可以将其安装在航天器中。另一方面，为了评估该3D反应轮的性能，有必要在非接触式旋转状态下测量球体的角速度向量。在这项研究中，我们设计了一种使用标记物的光学方法测量高速三维旋转角速度矢量的方法，并构建了实验系统以证明它。根据上述元素技术和直至去年建立的涡流扭矩控制技术，以了解3D反应轮的基本特性和控制性能，生成的扭矩，累积的角动量，功耗等，并设计了适合此系统的控制系统。这得出结论，涵盖了高度可靠3D反应轮的元素技术的分析和测试结果。由于分配预算金额小于申请金额，因此没有进行比申请时计划的其他全面考试。

项目成果

Experimental Study and Analysison Three Dimensional Reaction Wheel for Microsatellites

微小卫星三维反作用轮实验研究与分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Yoji Shirasawa;Yuichi Tsuda
• 通讯作者: Yuichi Tsuda

非接触型剛体回転制御装置

非接触式刚体旋转控制装置

• 发表时间: 2006

球体浮上装置

球悬浮装置

• 发表时间: 2008

Evaluation of the Attitude Control System Using Three Dimensional Reaction Wheel for Microsatellites

微小卫星三维反力轮姿态控制系统评估

• 发表时间: 2007
• 作者: Yoji Shirasawa;Atsushi Iwakura;Yuichi Tsuda
• 通讯作者: Yuichi Tsuda

The Investigation of 3 Dimensional Reaction Wheel

三维反力轮的研究

• 发表时间: 2006
• 期刊: The Proceedings of the 57th International Astronautical Congress IAC-06-B5.6.10
• 作者: Atsushi Iwakura;Shinichi Tsuda;Yuichi Tsuda
• 通讯作者: Yuichi Tsuda