JPH0218491B2 - - Google Patents
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- JPH0218491B2 JPH0218491B2 JP57198453A JP19845382A JPH0218491B2 JP H0218491 B2 JPH0218491 B2 JP H0218491B2 JP 57198453 A JP57198453 A JP 57198453A JP 19845382 A JP19845382 A JP 19845382A JP H0218491 B2 JPH0218491 B2 JP H0218491B2
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- Japan
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- disturbance
- angle
- pitch
- controlled object
- signal
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、慣性空間を自由に移動可能な母体
（車両、航空機等）に搭載され、この母体の移動
による動揺外乱を検知して制御対象物を慣性空間
に対して一定方向に指向させる安定化装置に関す
る。
（車両、航空機等）に搭載され、この母体の移動
による動揺外乱を検知して制御対象物を慣性空間
に対して一定方向に指向させる安定化装置に関す
る。
慣性空間を自由に移動する母体、例えば戦車等
では砲身を常に目標方向へ指向させるために安定
化装置が必要である。一般にこの安定化装置は、
母体の移動による動揺外乱に対応して生じる制御
対象物の目標方向に対するズレをピツチ方向成分
及びヨウ方向成分について検知し、それぞれの方
向成分に対して補正を行ない、制御対象物が常に
一定方向へ指向するように制御している。
では砲身を常に目標方向へ指向させるために安定
化装置が必要である。一般にこの安定化装置は、
母体の移動による動揺外乱に対応して生じる制御
対象物の目標方向に対するズレをピツチ方向成分
及びヨウ方向成分について検知し、それぞれの方
向成分に対して補正を行ない、制御対象物が常に
一定方向へ指向するように制御している。
第１図はその構成を示すもので、制御対象物１
１と一体にこの安定化装置の中枢をなす動揺安定
化検出器１２を設置する。この動揺安定化検出器
１２は、動揺外乱角度を検出するレート積分ジヤ
イロと動揺外乱角速度を検出するレートジヤイロ
とを内蔵するもので、母体１３の移動によつて生
じる動揺外乱に対応して制御対象物１１のズレを
検出する。上記制御対象物１１はピツチ軸１４で
支持され、ピツチ軸１４端に連結されるピツチ軸
駆動用モータ１５によつてピツチ回転角位置を自
在に制御し得るようにする。このピツチ軸１４は
ピツチジンバル１６で支えられ、このピツチジン
バル１６の中心に接合されるヨウ軸１７によつて
自由に旋回可能となつている。このヨウ軸１７は
母体１３に支持され、ヨウ軸駆動用モータ１８に
よつて上記旋回角度位置を制御するようになつて
いる。尚、上記ピツチジンバル１６にピツチ軸外
乱速度検出器１９を設置し、また母体１３にヨウ
軸外乱速度検出器２０を設置して、制御対象物１
１に加わる動揺外乱のピツチ方向及びヨウ方向の
外乱速度を検出させる。そして、各検出器１２，
１９，２０から検知されたズレ信号を図示しない
制御回路に供給してピツチ軸駆動用モータ１５及
びヨウ軸駆動用モータ１８を駆動し、制御対象物
１１の指定方向に対するズレを補正する。
１と一体にこの安定化装置の中枢をなす動揺安定
化検出器１２を設置する。この動揺安定化検出器
１２は、動揺外乱角度を検出するレート積分ジヤ
イロと動揺外乱角速度を検出するレートジヤイロ
とを内蔵するもので、母体１３の移動によつて生
じる動揺外乱に対応して制御対象物１１のズレを
検出する。上記制御対象物１１はピツチ軸１４で
支持され、ピツチ軸１４端に連結されるピツチ軸
駆動用モータ１５によつてピツチ回転角位置を自
在に制御し得るようにする。このピツチ軸１４は
ピツチジンバル１６で支えられ、このピツチジン
バル１６の中心に接合されるヨウ軸１７によつて
自由に旋回可能となつている。このヨウ軸１７は
母体１３に支持され、ヨウ軸駆動用モータ１８に
よつて上記旋回角度位置を制御するようになつて
いる。尚、上記ピツチジンバル１６にピツチ軸外
乱速度検出器１９を設置し、また母体１３にヨウ
軸外乱速度検出器２０を設置して、制御対象物１
１に加わる動揺外乱のピツチ方向及びヨウ方向の
外乱速度を検出させる。そして、各検出器１２，
１９，２０から検知されたズレ信号を図示しない
制御回路に供給してピツチ軸駆動用モータ１５及
びヨウ軸駆動用モータ１８を駆動し、制御対象物
１１の指定方向に対するズレを補正する。
上記安定化装置の制御系は第２図に示すように
レート積分ジヤイロループ及びレートジヤイロル
ープのフイードバツク回路より構成される。ま
ず、制御対象物１１の方向を慣性空間に対して指
定し、これに対応する指定信号ａを加算点Ａに供
給する。この加算点Ａからの信号は角度制御ブロ
ツク２１に供給され、制御対象物１１の慣性空間
に対する角度制御信号として出力される。さら
に、この角度制御信号は加算点Ｂを介して角速度
制御ブロツク２２に供給され、指定角度への移動
角速度制御信号として出力される。この移動角速
度制御信号は加算点Ｃ、分枝点Ｄを介して駆動回
路へ供給され、制御対象物１１の方向θ〓Lが指定制
御される。
レート積分ジヤイロループ及びレートジヤイロル
ープのフイードバツク回路より構成される。ま
ず、制御対象物１１の方向を慣性空間に対して指
定し、これに対応する指定信号ａを加算点Ａに供
給する。この加算点Ａからの信号は角度制御ブロ
ツク２１に供給され、制御対象物１１の慣性空間
に対する角度制御信号として出力される。さら
に、この角度制御信号は加算点Ｂを介して角速度
制御ブロツク２２に供給され、指定角度への移動
角速度制御信号として出力される。この移動角速
度制御信号は加算点Ｃ、分枝点Ｄを介して駆動回
路へ供給され、制御対象物１１の方向θ〓Lが指定制
御される。
この状態で動揺外乱θ〓Bが発生すると、レート積
分ジヤイロ及びレートジヤイロによつて検出され
た動揺外乱の角度信号と角速度信号とからなる動
揺外乱信号ｂが加算点Ｃに供給される。この加算
点Ｃでは前記制御ブロツク２２からの制御信号か
ら動揺外乱信号ｂを減算して、これが移動角速度
制御信号として出力される。またこの信号は、ズ
レ角度信号として加算点ＡおよびＢに供給され
る。
分ジヤイロ及びレートジヤイロによつて検出され
た動揺外乱の角度信号と角速度信号とからなる動
揺外乱信号ｂが加算点Ｃに供給される。この加算
点Ｃでは前記制御ブロツク２２からの制御信号か
ら動揺外乱信号ｂを減算して、これが移動角速度
制御信号として出力される。またこの信号は、ズ
レ角度信号として加算点ＡおよびＢに供給され
る。
加算点Ａでは指定信号ａからズレ角度信号を減
算し、補正信号εとして角度制御ブロツク２１に
供給する。そして、この角度制御ブロツク２１に
よつて補正信号εから補正角度を検出して加算点
Ｂに供給し、この加算点Ｂではさらにズレ角度信
号を減算して、補正信号ε′として角速度制御ブロ
ツク２２に供給する。そしてズレ信号が零となる
ように各方向へ駆動させて制御対象物１１の方向
θ〓Lが常に一定方向となるように制御している。
算し、補正信号εとして角度制御ブロツク２１に
供給する。そして、この角度制御ブロツク２１に
よつて補正信号εから補正角度を検出して加算点
Ｂに供給し、この加算点Ｂではさらにズレ角度信
号を減算して、補正信号ε′として角速度制御ブロ
ツク２２に供給する。そしてズレ信号が零となる
ように各方向へ駆動させて制御対象物１１の方向
θ〓Lが常に一定方向となるように制御している。
さらに動揺外乱θ〓Bの発生に伴ない、指定方向に
対して外乱速度に比例した速度偏差によるズレ角
度が発生する。この速度偏差によるズレ角度を修
正するために外乱速度検出器１９，２０により外
乱速度信号を検出し、加算点Ａにポジテイブフイ
ードバツクする。このフイードバツク信号（ブー
スト信号）とズレ角度信号が加算され、加算の量
が適切に設定され、外乱速度に比例した速度偏差
として生じるズレ角度を零とするように制御して
いる。
対して外乱速度に比例した速度偏差によるズレ角
度が発生する。この速度偏差によるズレ角度を修
正するために外乱速度検出器１９，２０により外
乱速度信号を検出し、加算点Ａにポジテイブフイ
ードバツクする。このフイードバツク信号（ブー
スト信号）とズレ角度信号が加算され、加算の量
が適切に設定され、外乱速度に比例した速度偏差
として生じるズレ角度を零とするように制御して
いる。
ここで、慣性空間の座標をＸ，Ｙ，Ｚとし、Ｚ
軸回りに回転（ヨウ角）、Ｙ軸回りにθ回転
（ピツチ角）、Ｘ軸回りにφ回転（ロール角）した
座標をX0，Y0，Z0とし、制御対象物１１の座標
系を設定する。一方、Ｚ軸回りに回転した座標
をX1，Y1，Z1としてヨウ軸外乱速度検出器２０
の座標系を設定すると共に、Ｙ軸回りにθ回転し
た座標をX2，Y2，Z2としてピツチ軸外乱速度検
出器１９の座標系を設定する。X0，Y0，Z0座標
の角速度成分をＰ，Ｑ，Ｒとすると、Ｚ軸回りの
〓、Ｙ軸回りのθ〓、Ｘ軸回りのφ〓との関係は、 Ｐ＝φ〓−〓sinθ (1) Ｑ＝θ〓cosφ＋〓cosθsinθ (2) Ｒ＝−θ〓sinφ＋〓cosθcosφ (3) となり、一方、ヨウ角回転した座標X1，Y1，
Z1における角速度成分をP1，Q1，R1とすると、 P1＝０ (4) Q1＝０ (5) R1＝〓 (6) と表わせる。さらにピツチ角θ回転した座標X2，
Y2，Z2における角速度成分をP2，Q2，Z2とする
と、 P2＝−〓sinθ (7) Q2＝θ〓 (8) R2＝〓θ (9) となる。
軸回りに回転（ヨウ角）、Ｙ軸回りにθ回転
（ピツチ角）、Ｘ軸回りにφ回転（ロール角）した
座標をX0，Y0，Z0とし、制御対象物１１の座標
系を設定する。一方、Ｚ軸回りに回転した座標
をX1，Y1，Z1としてヨウ軸外乱速度検出器２０
の座標系を設定すると共に、Ｙ軸回りにθ回転し
た座標をX2，Y2，Z2としてピツチ軸外乱速度検
出器１９の座標系を設定する。X0，Y0，Z0座標
の角速度成分をＰ，Ｑ，Ｒとすると、Ｚ軸回りの
〓、Ｙ軸回りのθ〓、Ｘ軸回りのφ〓との関係は、 Ｐ＝φ〓−〓sinθ (1) Ｑ＝θ〓cosφ＋〓cosθsinθ (2) Ｒ＝−θ〓sinφ＋〓cosθcosφ (3) となり、一方、ヨウ角回転した座標X1，Y1，
Z1における角速度成分をP1，Q1，R1とすると、 P1＝０ (4) Q1＝０ (5) R1＝〓 (6) と表わせる。さらにピツチ角θ回転した座標X2，
Y2，Z2における角速度成分をP2，Q2，Z2とする
と、 P2＝−〓sinθ (7) Q2＝θ〓 (8) R2＝〓θ (9) となる。
しかし、制御対象物１１は式(2)，(3)に示される
動揺外乱に対して補正制御されるが、速度偏差の
補正制御するためのブースト信号は式(6)及び(8)で
示すもので、例えば母体１３がローリング及びピ
ツチングを同時に行なつた場合には、ロール外乱
による影響により式(3)の第１項に生じた量がヨウ
軸外乱速度検出器２０に発生しないので、速度偏
差が完全に修正されなくなる。同様に母体１３が
ローリング及びヨウイングを行なつた場合にも、
ロール外乱による影響により式(2)の第２項に生じ
た量がピツチ外乱速度検出器１９に発生しないの
で速度偏差は完全に修正されない。
動揺外乱に対して補正制御されるが、速度偏差の
補正制御するためのブースト信号は式(6)及び(8)で
示すもので、例えば母体１３がローリング及びピ
ツチングを同時に行なつた場合には、ロール外乱
による影響により式(3)の第１項に生じた量がヨウ
軸外乱速度検出器２０に発生しないので、速度偏
差が完全に修正されなくなる。同様に母体１３が
ローリング及びヨウイングを行なつた場合にも、
ロール外乱による影響により式(2)の第２項に生じ
た量がピツチ外乱速度検出器１９に発生しないの
で速度偏差は完全に修正されない。
この発明は上記欠点を改善して、ロール外乱が
ピツチ外乱或いはヨウ外乱と複合しても速度偏差
を完全に修正し、より安定精度を望むことのでき
る安定化装置を提供することを目的とする。
ピツチ外乱或いはヨウ外乱と複合しても速度偏差
を完全に修正し、より安定精度を望むことのでき
る安定化装置を提供することを目的とする。
すなわちこの発明による安定化装置は、慣性空
間で自由に移動可能な母体に対し、ヨウ方向とピ
ツチ方向に回転自在となる制御対象物と、この制
御対象物に一体に設置され母体の移動による動揺
外乱の外乱角度および外乱角速度を検知する動揺
安定化装置と、この動揺安定化装置から検知され
る外乱角度及び外乱角速度に対応して上記制御対
象物の指定方向に対するズレを補正させる制御回
路と、母体のヨウ方向及びピツチ方向の動揺外乱
速度を検知する手段と、上記制御対象物のロール
方向及びピツチ方向に対するロール角度およびピ
ツチ角度を検知する手段と、このロール角度及び
ピツチ角度より上記動揺外乱速度を検知する手段
によつて得られた外乱速度を座標変換する手段
と、この外乱速度をブースト信号として上記制御
回路へネガテイブフイードバツクさせる手段とを
具備したことを特徴とするものである。
間で自由に移動可能な母体に対し、ヨウ方向とピ
ツチ方向に回転自在となる制御対象物と、この制
御対象物に一体に設置され母体の移動による動揺
外乱の外乱角度および外乱角速度を検知する動揺
安定化装置と、この動揺安定化装置から検知され
る外乱角度及び外乱角速度に対応して上記制御対
象物の指定方向に対するズレを補正させる制御回
路と、母体のヨウ方向及びピツチ方向の動揺外乱
速度を検知する手段と、上記制御対象物のロール
方向及びピツチ方向に対するロール角度およびピ
ツチ角度を検知する手段と、このロール角度及び
ピツチ角度より上記動揺外乱速度を検知する手段
によつて得られた外乱速度を座標変換する手段
と、この外乱速度をブースト信号として上記制御
回路へネガテイブフイードバツクさせる手段とを
具備したことを特徴とするものである。
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。第３図はその構成を示すもので、制御対
象物１１にレート積分ジヤイロ２３とレートジヤ
イロ２４を内蔵した動揺安定化検出器１２を設置
すると共に、制御対象物１１のロール軸方向の回
転角度を検知するロール角度検出器２５を設置す
る。このような制御対象物１１はピツチ軸１４で
支持される。このピツチ軸１４は一端にピツチ軸
駆動用モータ１５を連結し、他端にピツチ軸１４
の回転角度を検知するピツチ角度検出器２６を取
り付けている。そして、このピツチ軸１４は制御
対象物１１の両側部を支点とするピツチジンバル
１６で支持される。このピツチジンバル１６は、
その中心に接合されるヨウ軸１７によつて支えら
れ、また底辺の外周部にはピツチ軸外乱速度検出
器１９が設置されている。上記ヨウ軸１７は母体
１３に支持され、ヨウ軸駆動用モータ１８で回転
角位置が制御されるようにする。この母体１３に
はヨウ軸外乱速度検出器２０が設置されている。
明する。第３図はその構成を示すもので、制御対
象物１１にレート積分ジヤイロ２３とレートジヤ
イロ２４を内蔵した動揺安定化検出器１２を設置
すると共に、制御対象物１１のロール軸方向の回
転角度を検知するロール角度検出器２５を設置す
る。このような制御対象物１１はピツチ軸１４で
支持される。このピツチ軸１４は一端にピツチ軸
駆動用モータ１５を連結し、他端にピツチ軸１４
の回転角度を検知するピツチ角度検出器２６を取
り付けている。そして、このピツチ軸１４は制御
対象物１１の両側部を支点とするピツチジンバル
１６で支持される。このピツチジンバル１６は、
その中心に接合されるヨウ軸１７によつて支えら
れ、また底辺の外周部にはピツチ軸外乱速度検出
器１９が設置されている。上記ヨウ軸１７は母体
１３に支持され、ヨウ軸駆動用モータ１８で回転
角位置が制御されるようにする。この母体１３に
はヨウ軸外乱速度検出器２０が設置されている。
上記のように構成した安定化装置の制御回路で
は、まずピツチ軸及びピツチ軸外乱速度検出器１
９，２０で検出されるピツチ方向及びヨウ方向の
外乱速度検出信号を座標変換器２７に供給する。
この座標変換器２７にはさらにロール角度検出器
２５及びピツチ角度検出器２６から制御対象物１
１のロール角度及びピツチ角度の検出信号が供給
される。そしてこの座標変換器２７は各外乱速度
の座標をロール角度およびピツチ角度より座標変
換し、ピツチ軸及びヨウ軸のブースト信号をピツ
チ軸制御回路及びヨウ軸制御回路へ出力する。
は、まずピツチ軸及びピツチ軸外乱速度検出器１
９，２０で検出されるピツチ方向及びヨウ方向の
外乱速度検出信号を座標変換器２７に供給する。
この座標変換器２７にはさらにロール角度検出器
２５及びピツチ角度検出器２６から制御対象物１
１のロール角度及びピツチ角度の検出信号が供給
される。そしてこの座標変換器２７は各外乱速度
の座標をロール角度およびピツチ角度より座標変
換し、ピツチ軸及びヨウ軸のブースト信号をピツ
チ軸制御回路及びヨウ軸制御回路へ出力する。
ピツチ軸制御回路は加算器２８および２９で構
成され、レート積分ジヤイロ２３から検出される
ピツチ軸方向の動揺外乱角度信号と座標変換器２
７からのピツチ軸ブースト信号とを加算器２８へ
供給する。この加算器２８は両信号を加算してピ
ツチ軸補正角度信号を検出する。そして、この加
算器２８の出力信号とレートジヤイロループ２４
のピツチ軸方向の動揺外乱角速度信号とを加算器
２９に供給し、ピツチ軸補正角速度信号を検出す
る。この補正角速度信号は加算器２９からピツチ
軸駆動用モータ１５へ供給され、上記補正信号に
したがつてモータ１５を制御する。
成され、レート積分ジヤイロ２３から検出される
ピツチ軸方向の動揺外乱角度信号と座標変換器２
７からのピツチ軸ブースト信号とを加算器２８へ
供給する。この加算器２８は両信号を加算してピ
ツチ軸補正角度信号を検出する。そして、この加
算器２８の出力信号とレートジヤイロループ２４
のピツチ軸方向の動揺外乱角速度信号とを加算器
２９に供給し、ピツチ軸補正角速度信号を検出す
る。この補正角速度信号は加算器２９からピツチ
軸駆動用モータ１５へ供給され、上記補正信号に
したがつてモータ１５を制御する。
また、ヨウ軸制御回路は加算器３０および３１
で構成され、ピツチ軸制御回路と同様にレート積
分ジヤイロ２３から検出されるヨウ軸方向の動揺
外乱角度信号と座標変換器２７からのヨウ軸ブー
スト信号とを加算器３０へ供給して、ヨウ軸補正
角度信号を検出する。そして、この加算器３０の
出力信号とレートジヤイロ２４からのヨウ軸動揺
外乱角速度信号とを加算器３１へ供給してヨウ軸
補正角速度信号を検出する。この加算器３１から
の補正角速度信号はヨウ軸駆動用モータ１８へ供
給し、制御対象物１１が指定方向へ常に設定され
るように制御している。
で構成され、ピツチ軸制御回路と同様にレート積
分ジヤイロ２３から検出されるヨウ軸方向の動揺
外乱角度信号と座標変換器２７からのヨウ軸ブー
スト信号とを加算器３０へ供給して、ヨウ軸補正
角度信号を検出する。そして、この加算器３０の
出力信号とレートジヤイロ２４からのヨウ軸動揺
外乱角速度信号とを加算器３１へ供給してヨウ軸
補正角速度信号を検出する。この加算器３１から
の補正角速度信号はヨウ軸駆動用モータ１８へ供
給し、制御対象物１１が指定方向へ常に設定され
るように制御している。
すなわち、上記安定化装置の制御系では、ヨウ
軸外乱速度検出器２０により前記した式(6)に示さ
れる外乱の角速度成分〓が検知され、またピツチ
軸外乱速度検出器１９により式(8)に示される外乱
の角速度成分θ〓が検知される。この各外乱速度検
出器１９，２０からの外乱角速度成分〓，θ〓をそ
のままブースト信号として加算器２８，３０にポ
ジテイブフイードバツクしても式(2)及び(3)に示す
とおり速度偏差を完全に修正することはできな
い。したがつて、ロール角度検出器２５でロール
角φを、ピツチ角度検出器２６でピツチ角θを検
出し、外乱角速度成分〓，θ〓と共に座標変換器２
７へ供給する。この座標変換器２７では、外乱角
速度成分〓，θ〓をロール角φ及びピツチ角θを用
いて式(2)及び(3)に示されるように座標変換を行な
う。このように座標変換されたピツチ軸方向及び
ヨウ軸方向の外乱角速度成分はそれぞれブースト
信号として加算器２８及び３０へネガテイブフイ
ードバツクされる。
軸外乱速度検出器２０により前記した式(6)に示さ
れる外乱の角速度成分〓が検知され、またピツチ
軸外乱速度検出器１９により式(8)に示される外乱
の角速度成分θ〓が検知される。この各外乱速度検
出器１９，２０からの外乱角速度成分〓，θ〓をそ
のままブースト信号として加算器２８，３０にポ
ジテイブフイードバツクしても式(2)及び(3)に示す
とおり速度偏差を完全に修正することはできな
い。したがつて、ロール角度検出器２５でロール
角φを、ピツチ角度検出器２６でピツチ角θを検
出し、外乱角速度成分〓，θ〓と共に座標変換器２
７へ供給する。この座標変換器２７では、外乱角
速度成分〓，θ〓をロール角φ及びピツチ角θを用
いて式(2)及び(3)に示されるように座標変換を行な
う。このように座標変換されたピツチ軸方向及び
ヨウ軸方向の外乱角速度成分はそれぞれブースト
信号として加算器２８及び３０へネガテイブフイ
ードバツクされる。
したがつて速度偏差は完全に修正され、母体１
３のロール外乱による複合外乱に対しても完全に
補正制御できるようになる。
３のロール外乱による複合外乱に対しても完全に
補正制御できるようになる。
尚、ここでロール角傾斜の修正は座標変換によ
る三角関数の演算による修正が必要であるが、車
両等の移動角度の大きくない母体の動揺に対し
て、ピツチ角傾斜の修正は省略でき、更に三角関
数の演算は簡単な係数を乗算することにより処理
することができる。すなわち、式(2)及び(3)に示す
ようにロール角及びピツチ角の変位が少ない母体
の移動であれば座標変換は、 Ｐ≒φ〓−〓θ (10) Ｑ＝θ〓＋〓φ (11) Ｒ＝−θ〓φ＋〓 (12) のように近似することができ、座標変換の演算が
簡素化される。これは制御対象の動揺外乱に対す
る慣性空間からのズレ角が速度偏差に起因するも
のの他に、制御対象物のガタ、バツクラシユ、剛
性等の振動に起因するものも含まれるので、ブー
スト信号の検出精度及び演算精度を上げる必要が
ない場合が多いためである。
る三角関数の演算による修正が必要であるが、車
両等の移動角度の大きくない母体の動揺に対し
て、ピツチ角傾斜の修正は省略でき、更に三角関
数の演算は簡単な係数を乗算することにより処理
することができる。すなわち、式(2)及び(3)に示す
ようにロール角及びピツチ角の変位が少ない母体
の移動であれば座標変換は、 Ｐ≒φ〓−〓θ (10) Ｑ＝θ〓＋〓φ (11) Ｒ＝−θ〓φ＋〓 (12) のように近似することができ、座標変換の演算が
簡素化される。これは制御対象の動揺外乱に対す
る慣性空間からのズレ角が速度偏差に起因するも
のの他に、制御対象物のガタ、バツクラシユ、剛
性等の振動に起因するものも含まれるので、ブー
スト信号の検出精度及び演算精度を上げる必要が
ない場合が多いためである。
以上のようにこの発明によれば慣性空間におけ
る安定化装置を、慣性空間で自由に移動可能な母
体に対し、ヨウ方向とピツチ方向に回転自在とな
る制御対象物と、この制御対象物に一体に設置さ
れ母体の移動による動揺外乱の外乱角度と外乱角
速度を検知する動揺安定化検出器と、この動揺安
定化検出器から検知される外乱角度及び外乱角速
度に対応して上記制御対象物の指定方向に対する
ズレを補正させる制御回路と、母体のヨウ方向及
びピツチ方向の動揺外乱速度を検知する手段と、
上記制御対象物のロール方向及びピツチ方向に対
するロール角度及びピツチ角度を検知する手段
と、このロール角度及びピツチ角度より上記動揺
外乱速度を検出する手段によつて得られた外乱速
度を座標変換する手段と、この外乱速度をブース
ト信号として上記制御回路へネガテイブフイード
バツクさせる手段とを具備したことによつて、母
体の複合外乱、すなわちロール外乱とピツチ外乱
或いはヨウ外乱が同時に起きた場合に対しても完
全に制御対象物を指定方向に制御することができ
るようになる。
る安定化装置を、慣性空間で自由に移動可能な母
体に対し、ヨウ方向とピツチ方向に回転自在とな
る制御対象物と、この制御対象物に一体に設置さ
れ母体の移動による動揺外乱の外乱角度と外乱角
速度を検知する動揺安定化検出器と、この動揺安
定化検出器から検知される外乱角度及び外乱角速
度に対応して上記制御対象物の指定方向に対する
ズレを補正させる制御回路と、母体のヨウ方向及
びピツチ方向の動揺外乱速度を検知する手段と、
上記制御対象物のロール方向及びピツチ方向に対
するロール角度及びピツチ角度を検知する手段
と、このロール角度及びピツチ角度より上記動揺
外乱速度を検出する手段によつて得られた外乱速
度を座標変換する手段と、この外乱速度をブース
ト信号として上記制御回路へネガテイブフイード
バツクさせる手段とを具備したことによつて、母
体の複合外乱、すなわちロール外乱とピツチ外乱
或いはヨウ外乱が同時に起きた場合に対しても完
全に制御対象物を指定方向に制御することができ
るようになる。
この発明は車両あるいは航空機等の他に照準具
装置、火器駆動制御装置等にも応用可能である。
装置、火器駆動制御装置等にも応用可能である。
第１図は従来の安定化装置の構成を説明する
図、第２図は上記安定化装置の制御系について説
明するブロツク回路図、第３図はこの発明の一実
施例に係る安定化装置の構成を説明する図であ
る。 １１……制御対象物、１２……動揺外乱安定化
検出器、１３……母体、１４……ピツチ軸、１５
……ピツチ軸駆動用モータ、１６……ピツチジン
バル、１７……ヨウ軸、１８……ヨウ軸駆動用モ
ータ、１９……ピツチ軸外乱速度検出器、２０…
…ヨウ軸外乱速度検出器、２１……角度制御ブロ
ツク、２２……角速度制御ブロツク、２３……レ
ート積分ジヤイロ、２４……レートジヤイロ、２
５……ロール角度検出器、２６……ピツチ角度検
出器、２７……座標変換器、２８，２９，３０，
３１……加算器。
図、第２図は上記安定化装置の制御系について説
明するブロツク回路図、第３図はこの発明の一実
施例に係る安定化装置の構成を説明する図であ
る。 １１……制御対象物、１２……動揺外乱安定化
検出器、１３……母体、１４……ピツチ軸、１５
……ピツチ軸駆動用モータ、１６……ピツチジン
バル、１７……ヨウ軸、１８……ヨウ軸駆動用モ
ータ、１９……ピツチ軸外乱速度検出器、２０…
…ヨウ軸外乱速度検出器、２１……角度制御ブロ
ツク、２２……角速度制御ブロツク、２３……レ
ート積分ジヤイロ、２４……レートジヤイロ、２
５……ロール角度検出器、２６……ピツチ角度検
出器、２７……座標変換器、２８，２９，３０，
３１……加算器。
Claims (1)
- １ 慣性空間で自由に移動可能な母体に対し、ヨ
ウ方向とピツチ方向に回転自在となる制御対象物
と、この制御対象物に一体に設置され母体の移動
による動揺外乱の外乱角度および外乱角速度を検
知する動揺安定化検出器と、この動揺安定化検出
器から検知される外乱角度および外乱角速度に対
応して上記制御対象物の指定方向に対するズレを
補正させる制御回路と、母体のヨウ方向およびピ
ツチ方向の動揺外乱速度を検知する手段と、上記
制御対象物のロール方向及びピツチ方向に対する
ロール角度およびピツチ角度を検知する手段と、
このロール角度およびピツチ角度より上記動揺外
乱速度を検知する手段によつて得られた外乱速度
を座標変換する手段と、この外乱速度をブースト
信号として上記制御回路へネガテイブフイードバ
ツクさせる手段とを具備したことを特徴とする慣
性空間における安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198453A JPS5987513A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 慣性空間における安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57198453A JPS5987513A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 慣性空間における安定化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5987513A JPS5987513A (ja) | 1984-05-21 |
| JPH0218491B2 true JPH0218491B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=16391355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57198453A Granted JPS5987513A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 慣性空間における安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5987513A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0611084B2 (ja) * | 1988-06-01 | 1994-02-09 | 新日本製鐵株式会社 | 移動体上アンテナの姿勢制御装置 |
| JP3691524B2 (ja) * | 1993-06-07 | 2005-09-07 | 株式会社ニコン | 駆動装置 |
| US5828909A (en) * | 1993-06-07 | 1998-10-27 | Nikon Corporation | Driving apparatus |
| CN107894776A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-04-10 | 酷黑科技（北京）有限公司 | 一种无人机增稳控制方法、装置以及无人机 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6152488B2 (ja) * | 1973-10-17 | 1986-11-13 | Tokyo Shibaura Electric Co |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP57198453A patent/JPS5987513A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5987513A (ja) | 1984-05-21 |
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