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Study on Attitude and Orbit Control Method Using Solar-array Paddle Driving for Microsatellite

太阳能阵列桨驱动微小卫星姿态轨道控制方法研究

基本信息

批准号：
17J01877
负责人：
俵京佑
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
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 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J01877/
关键词：
超小型衛星姿勢制御太陽電池パドル迅速性高安定性

项目摘要

今年度の主な成果は，①太陽電池パドルの駆動を利用して「迅速性と安定性の両立ができる姿勢制御則」の確立をしたこと，②構造振動の影響の見積もりを行ったこと，③提案手法を利用する超小型衛星の概念設計を行ったこと，以上3点である．①まず，問題を2軸姿勢制御に限定することで制御自体の難易度を下げ，指向制御を可能にする手法を構築した．この手法を用いると，センサ視線方向にマヌーバ中不必要な角速度が発生し，最終姿勢に影響を及ぼしてしまうが，その影響は実際の運用上は問題ないことが多く，実ミッションに広く応用できる．次に，衛星の姿勢制御機器としてしばしば搭載される，リアクションホイールを併用する制御手法を構築した．これによって制御の自由度が増し，従来宇宙ロボットの制御に用いられてきた一般化ヤコビ行列を応用することで，衛星システムの3軸姿勢制御が可能となることが分かった．②太陽電池パドルを駆動することによる１番の懸念は，パドル駆動時の構造振動が衛星姿勢に悪影響を与えることである．この影響を数値計算により見積もり，超小型衛星のような小型システムにおいては高次の非常に微細な振動のみが生ずる見込みであることを明らかにした．さらに，先進的な実ミッションを想定し，仮定したミッションの範囲ではパドル駆動による構造振動が問題とならないことを明らかにした．③本来，2年度目に実施する予定であった項目であるが，①太陽電池パドルの駆動を利用した「姿勢制御則」の確立ができたこと，それを利用した先進的科学ミッションの定義ができたこと，などを受けて，予定を変更して本年度にこれを実施した．現状超小型衛星に用いることのできる実際の部品，機器の性能などを考慮した上で，提案手法による姿勢制御が可能であり，実際にそのような衛星のシステム設計が行えること，および，定義した科学ミッションが遂行できる見込みであることなどを明らかにした．

The main achievements of this year are as follows: (1) the establishment of the "rapid and stable attitude control rule" for the utilization of solar cell vibration;(2) the integration of structural vibration; and (3) the conceptual design of ultra-small satellites for the utilization of proposal methods. 1. The problem of 2-axis posture control is limited. The difficulty of controlling itself is reduced. The method of controlling is possible. This technique is used in the direction of the line of sight. Unnecessary angular velocity is generated in the direction of the line of sight. The final attitude affects the direction of the line of sight. The final attitude affects the direction of the line of sight. Second, the satellite attitude control machine is equipped with a control method. The degree of freedom of the control system is increased, and the control system of the future universe is generalized. The 3-axis attitude control of the satellite system is possible. (2) The structure vibration of solar cell during its movement affects the satellite attitude. The impact of this number of calculations, see the product, ultra-small satellites and small systems, high-order and very fine vibrations, see the light, see the light, see the light. Today, the advanced technology is to determine the range of structural vibration, and to determine the range of structural vibration, and to determine the range of structural vibration. 3. In the past two years, the project was scheduled to be implemented. 1. The solar cell movement was utilized. The "posture control principle" was established. 2. The advanced scientific concept was utilized. 3. The project was scheduled to be implemented this year. The present situation of nanosatellites is that the performance of their components and machines should be taken into account, and that the attitude control of their proposed methods should be possible. In fact, the design of their systems should be carried out in a scientific way.