Robust optimal guidance and control for solar sailing spacecraft with modeling uncertainty

具有建模不确定性的太阳帆航天器鲁棒最优制导与控制

基本信息

  • 批准号:
    17J09626
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.79万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2017-04-26 至 2018-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

モデル不確定性を有するソーラーセイルの高精度誘導制御実現を三年間における目標に据え,研究を進めた.本年度実施した主な研究成果は,ソーラーセイルの最適な軌道設計手法構築と地球・月・宇宙機の三体問題における実ミッションを見据えた軌道設計・制御手法構築である.ソーラーセイルの最適軌道設計に関する研究では,燃料不要な姿勢制御デバイスを利用した最適軌道設計手法を構築した.当該姿勢制御デバイスは,世界初のソーラーセイルIKAROSによって宇宙実証され,燃料不要な宇宙航行を可能にする手段として注目されていたが,その姿勢運動は軌道運動と連成するため,実際にそのデバイスを利用した姿勢制御による軌道設計問題は解かれておらず,実ミッションへの有効活用は大きく制限されていた.申請者は,ソーラーセイルの複雑な姿勢運動を適切にモデル化した運動方程式にポントリャーギンの最適性原理を適用し時間最適姿勢制御則を導き,更にその制御則を用いて惑星間空間巡航中における姿勢制御能力制約条件を解析的に導出する事で軌道設計問題を数値的に解く手法を提案した.この研究成果は,完全に燃料不要な宇宙航行の実現や,日本が世界で初めて開発・運用に成功したソーラーセイル技術の更なる前進に資する可能性と意義を持つ.地球・月・宇宙機の三体問題における軌道設計・制御に関する研究では,研究室で開発中の地球・月圏探査CubeSatの月裏側のラグランジュ点近傍に留まる軌道の設計・制御のための体系的な手法を構築した.地球・月系におけるラグランジュ点近傍の軌道は,深宇宙港の設置場所候補として重要である一方,力学的に不安定であり常に軌道維持のための制御が必要である.ソーラーセイルに提案手法を適用する事で燃料不要な軌道維持が可能となるため,深宇宙港の実現を見据えたラグランジュ点近傍の軌道設計・制御は,提案する誘導制御手法の魅力的な応用先の一つである.
モ デ を ル uncertainty have す る ソ ー ラ ー セ イ ル の precision induced suppression be を now three years に お け る target に according to え, research を into め た. This year be applied し た main な research results は, ソ ー ラ ー セ イ ル の optimum な orbit design technique to construct と earth, month, and the universe machine の three body problem に お け る be ミ ッ シ ョ ン を see according to え た orbit design, equestrian preparation method to construct で あ る. ソ ー ラ ー セ イ ル の optimal orbit design に masato す る research で は, fuel don't な posture suppression デ バ イ ス を using し た optimal orbit design gimmick を build し た. When the posture suppression デ バ イ ス は, at the beginning of the world の ソ ー ラ ー セ イ ル kite-shaped sails に よ っ て card of the universe be さ れ, fuel don't な cosmic voyage を may に す る means と し て attention さ れ て い た が, そ の は posture movement orbit と connect す る た め, Be interstate に そ の デ バ イ ス を using し た posture suppression に よ る orbit design problem は solution か れ て お ら ず, be ミ ッ シ ョ ン へ の is sharper use は big き limitations く さ れ て い た. Applicants は, ソ ー ラ ー セ イ ル の complex 雑 な posture movement を appropriate に モ デ ル change し た movement equation に ポ ン ト リ ャ ー ギ ン の optimum principle を applicable し time optimal posture を guide き suppression, More に そ の is を suppression with い て planet in the space between the cruise に お け る を analytic posture suppression ability restriction conditions に export す る matter で orbit design problem を く に of the numerical solution technique proposed を し た. は こ の research results, completely に fuel don't な cosmic voyage の be や, Japan が め the early で て 発 open, use に successful し た ソ ー ラ ー セ イ ル technology の な る forward に endowment す る possibility と meaning を つ. Earth, month, and the universe machine の three body problem に お け る orbit design, suppression に masato す る research で は, open laboratory で 発 の earth sha-lu detection, month CubeSat の months side の ラ グ ラ ン ジ ュ point nearly alongside に ま る orbit の design, suppression の た め の system な gimmick を build し た. On earth, is に お け る ラ グ ラ ン ジ ュ point nearly alongside の は orbit, deep port の setting place alternate universe と し て important で あ る, mechanics に unrest で あ り often に orbital maintenance の た め の suppression が necessary で あ る. ソ ー ラ ー セ イ ル に proposal gimmick を applicable す る で fuel don't な orbit may maintain が と な る た め, deep port の universe be を now see according to え た ラ グ ラ ン ジ ュ point nearly alongside の orbit design, royal は, proposal す る induction system method of equestrian の charm な 応 with の つ first で あ る.

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
“EQUULEUS Mission Analysis: Design of the Science Orbit Phase”
“EQUULEUS 任务分析:科学轨道阶段的设计”
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Kenshiro Oguri
  • 通讯作者:
    Kenshiro Oguri
JPL-NASA(米国)
JPL-NASA(美国)
  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takahiro Ito;S. Ikari;K. Oguri;Masataka Fujimoto;Kaito Ariu;Yosuke Kawabata;T. Inamori;S. Sakai;Y. Kawakatsu;R. Funase;伊藤 琢博;哲 五十里;小栗 健士朗;藤本 將孝;蟻生 開人;川端 洋輔;稲守 孝哉;坂井 真一郎;川勝 康弘;龍 船瀬
  • 通讯作者:
    龍 船瀬

小栗 健士朗的其他文献

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  • 资助金额:
    $ 1.79万
  • 项目类别:
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