JPH0248298A - 宇宙飛翔体のホイール故障検知方法 - Google Patents
宇宙飛翔体のホイール故障検知方法Info
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- JPH0248298A JPH0248298A JP19753888A JP19753888A JPH0248298A JP H0248298 A JPH0248298 A JP H0248298A JP 19753888 A JP19753888 A JP 19753888A JP 19753888 A JP19753888 A JP 19753888A JP H0248298 A JPH0248298 A JP H0248298A
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- Japan
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- wheel
- speed
- signal
- section
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、宇宙飛翔体のホイール故障検知方法に関す
るものである。
るものである。
以下、１軸のまわりのホイールによる姿勢制御系を例に
とり説明する。第２図は従来の宇宙飛翔体のホイール故
障検知方法を示すブロック図であり９図において（１）
は宇宙飛翔体の姿勢誤差を検出するための姿勢センサ、
（２）はこの姿勢センサの出力信号をもとに制御トルク
コマンドを計算するための制御トルクコマンド計算部、
（３）はこの制御トルクコマンド信号に応じてホイール
のモータに駆動電流を供給するためのホイール駆動回路
、（４）はこのホイール駆動回路によって駆動されるホ
イール、（５）は宇宙飛翔体のグイナミクス、（６）は
ホイールのタコメータ信号をもとにホイール速度の変化
率を計算するためのホイール速度変化率計算部（７）は
このホイール速度変化率計算部の出力信号をもとにホイ
ールの発生するトルクを推定するためのホイールトルク
推定部、（８）は上記制御トルクコマンド計算部の出力
とホイールトルク推定部の出力の差をとるための比較部
、（９）はこの比較部の差信号が、あらかじめ設定した
スレッショルドレベルを越したかどうかをチエツクし、
スレッショルドレベルを越すと異常信号を出力するため
の。
とり説明する。第２図は従来の宇宙飛翔体のホイール故
障検知方法を示すブロック図であり９図において（１）
は宇宙飛翔体の姿勢誤差を検出するための姿勢センサ、
（２）はこの姿勢センサの出力信号をもとに制御トルク
コマンドを計算するための制御トルクコマンド計算部、
（３）はこの制御トルクコマンド信号に応じてホイール
のモータに駆動電流を供給するためのホイール駆動回路
、（４）はこのホイール駆動回路によって駆動されるホ
イール、（５）は宇宙飛翔体のグイナミクス、（６）は
ホイールのタコメータ信号をもとにホイール速度の変化
率を計算するためのホイール速度変化率計算部（７）は
このホイール速度変化率計算部の出力信号をもとにホイ
ールの発生するトルクを推定するためのホイールトルク
推定部、（８）は上記制御トルクコマンド計算部の出力
とホイールトルク推定部の出力の差をとるための比較部
、（９）はこの比較部の差信号が、あらかじめ設定した
スレッショルドレベルを越したかどうかをチエツクし、
スレッショルドレベルを越すと異常信号を出力するため
の。
スレッショルドレベル検出部、 （１０）はＦ記異常信
号をもとにホイール故障フラグを設定するためのホイー
ル故障フラグ設定部である。
号をもとにホイール故障フラグを設定するためのホイー
ル故障フラグ設定部である。
このホイール故障検知方法では、ホイール（４）の出力
であるタコメータ信号をもとにホイール速度変化率計算
部（６）で、ホイール速度の変化率を計算し、このホイ
ール速度変化率をもとにホイールトルク推定部（７）で
ホイールが発生しているトルクを推定する。ホイール駆
動回路（３）及びホイール（４）が正常に動作している
時は、制御トルクコマンド計算部（２）の出力である制
御トルクコマンドトド記ホイール推定トルクとの差はあ
る範囲内にある。そこで比較部（８）で上記２つの信号
の差をとり、スレッショルドレベル検出部（９）でその
差信号があらかじめ設定したスレッショルドレベルを越
したかどうかをモニタしておけば、ホイール駆動回路（
３）またはホイール（４）が故障した場合ホイール推定
トルクが制御トルクコマンドから大きくずれるため、ス
レッショルドレベル検出部（９）で異常を検知すること
ができる。
であるタコメータ信号をもとにホイール速度変化率計算
部（６）で、ホイール速度の変化率を計算し、このホイ
ール速度変化率をもとにホイールトルク推定部（７）で
ホイールが発生しているトルクを推定する。ホイール駆
動回路（３）及びホイール（４）が正常に動作している
時は、制御トルクコマンド計算部（２）の出力である制
御トルクコマンドトド記ホイール推定トルクとの差はあ
る範囲内にある。そこで比較部（８）で上記２つの信号
の差をとり、スレッショルドレベル検出部（９）でその
差信号があらかじめ設定したスレッショルドレベルを越
したかどうかをモニタしておけば、ホイール駆動回路（
３）またはホイール（４）が故障した場合ホイール推定
トルクが制御トルクコマンドから大きくずれるため、ス
レッショルドレベル検出部（９）で異常を検知すること
ができる。
次にトルク差信号のスレッショルドレベルの決定方法に
ついて筒中に説明する。ホイールのモータから発生する
トルクを１．４．ホイールのロストルクをＴＦとすると
ホイールに作用する実効的なトルクＴｗは Ｔｗ ＝ ＴＮ ＴＦ で与えられる。ホイール駆動回路（３）ではモータ発生
トルクＴ、が制御トルクコマンド信号Ｔｃに等しくなる
ようにモータ電流を制御するためＴ。
ついて筒中に説明する。ホイールのモータから発生する
トルクを１．４．ホイールのロストルクをＴＦとすると
ホイールに作用する実効的なトルクＴｗは Ｔｗ ＝ ＴＮ ＴＦ で与えられる。ホイール駆動回路（３）ではモータ発生
トルクＴ、が制御トルクコマンド信号Ｔｃに等しくなる
ようにモータ電流を制御するためＴ。
はほぼＴｃに等しいと考えて良い。このことから制御ト
ルクコマンドＴｃとホイールトルクＴｗの差ΔＴ、は ΔＴ、 ＝ Ｔｃ−Ｔｗ Ｌ；ＴＭ−Ｔ、 ＝ＴＦで
近似できるので、トルク差信号のスレッショルドレベル
は上記関係式をもとにし、その他の誤差要因を考慮して
決定することができる。
ルクコマンドＴｃとホイールトルクＴｗの差ΔＴ、は ΔＴ、 ＝ Ｔｃ−Ｔｗ Ｌ；ＴＭ−Ｔ、 ＝ＴＦで
近似できるので、トルク差信号のスレッショルドレベル
は上記関係式をもとにし、その他の誤差要因を考慮して
決定することができる。
上記のような従来のホイール故障検知方式は。
ホイールのロストルクＴｐの変動により制御トルクコマ
ンドとホイール発生トルクとの差が変化すること及び姿
勢センサのノイズにより制御トルクコマンドに高周波の
ノイズがのるとホイール推定トルクとの差信号が大きく
なる等の理由からホイール故障検知のためのスレッショ
ルドレベルの設定がむずかしいという課題があった。ま
た精度良くホイール速度変化率を求めることも従来のホ
イール故障検知方法の課題であった。
ンドとホイール発生トルクとの差が変化すること及び姿
勢センサのノイズにより制御トルクコマンドに高周波の
ノイズがのるとホイール推定トルクとの差信号が大きく
なる等の理由からホイール故障検知のためのスレッショ
ルドレベルの設定がむずかしいという課題があった。ま
た精度良くホイール速度変化率を求めることも従来のホ
イール故障検知方法の課題であった。
この発明はＬ記のような課題を解消するためになされた
もので、ホイールロストルクの変動及び制御トルクコマ
ンドにのる高周波ノイズ等の影響を受けることなしにホ
イールの故障検知ができると同時にホイール速度変化率
計算部及びホイールトルク推定部が不要であるホイール
故障検知方法を得ることを目的とするものである。
もので、ホイールロストルクの変動及び制御トルクコマ
ンドにのる高周波ノイズ等の影響を受けることなしにホ
イールの故障検知ができると同時にホイール速度変化率
計算部及びホイールトルク推定部が不要であるホイール
故障検知方法を得ることを目的とするものである。
この発明に係る宇宙飛翔体のホイール故障検知方法は、
ホイールに速度ループをかけて使用し、ホイールの速度
コマンド信号とホイール速度測定値との差信号をホイー
ル故障検知に使用したものである。
ホイールに速度ループをかけて使用し、ホイールの速度
コマンド信号とホイール速度測定値との差信号をホイー
ル故障検知に使用したものである。
この発明に係る宇宙飛翔体のホイール故障検知方法は、
ホイールに速度ループをかけて使用し、速度コマンド信
号とホイール速度測定値との差信号をモニタし、その差
があらかじめ設定した範囲を越すと故障と見なしホイー
ル故障フラグを設定する。
ホイールに速度ループをかけて使用し、速度コマンド信
号とホイール速度測定値との差信号をモニタし、その差
があらかじめ設定した範囲を越すと故障と見なしホイー
ル故障フラグを設定する。
第１図は、この発明によるホイール故障検知方法の一実
施例をブロック図であり２図中（１）〜（５）及び（ｌ
Ｏ）は従来のホイール故障検知方法と全く同一のもので
ある。この発明では、ホイールを速度コマンド方法で使
用するため、速度コマンド計算部（１１）と、タコメー
タ処理部（１２）と、速度比較部（１３）と、ホイール
速度ループ補償部（１４）とを設は上記速度比較部（１
３）の差信号をホイール故障検知のためのスレッショル
ドレベル検出？５（＋５）への入力信号としたことが従
来のホイール故障検知方法と異なるところである。
施例をブロック図であり２図中（１）〜（５）及び（ｌ
Ｏ）は従来のホイール故障検知方法と全く同一のもので
ある。この発明では、ホイールを速度コマンド方法で使
用するため、速度コマンド計算部（１１）と、タコメー
タ処理部（１２）と、速度比較部（１３）と、ホイール
速度ループ補償部（１４）とを設は上記速度比較部（１
３）の差信号をホイール故障検知のためのスレッショル
ドレベル検出？５（＋５）への入力信号としたことが従
来のホイール故障検知方法と異なるところである。
速度コマンド計算部（１１）では、制御トルクコマンド
計Ｗ部（２）の出力である制御トルクコマンド信号を積
分して角運動頃コマンドを求め、それをホイールの慣性
モーメント 九で割って速度コマンド信号を計算する。
計Ｗ部（２）の出力である制御トルクコマンド信号を積
分して角運動頃コマンドを求め、それをホイールの慣性
モーメント 九で割って速度コマンド信号を計算する。
速度比較部（１３）は、Ｌ記速度コマンド信号とタフメ
ータ処理部（１２）の出力であるホイール速度測定値と
の差をとる。ホイール速度ループ補償部（１４）は上記
速度比較部（１３）の差信号をもとに、ホイールの速度
が速度コマンド信号に追従するようにホイール駆動回路
（３）にコマンド信号を発生する。ホイール速度ループ
補償部（１４）の補償要素としては通常比例要素（Ｋ、
）または比例＋積分要素（ｘｐ＋ｘｔ／ｓ）が使用され
る。上記のように姿勢制御系を構成するとホイール（４
）の速度は、速度コマンド計算部（１１）の出力である
速度コマンド信号に追従するため、ホイールからは制御
トルクコマンド計算部（２）の出力であるトルクコマン
ド信号に対応するトルクが発生し、宇宙飛翔体の姿勢が
制御される。ホイール速度ループが正常に動作している
時は、ホイール速度ループ補償部（１４）の出力信号に
応じてモータトルクが調整され速度比較部（１３）の出
力信号であるホイール速度差信号はほぼゼロとなってい
る。ところが、ホイール駆動回路（３）またはホイール
（４）が故障しモータの発生するトルクがホイール速度
ループ補償部（１４）の出力信号に応じて変化しなくな
ると速度ループは開ループ状態となりホイールの速度は
速度コマンド信号から次第にずれていく。このため速度
比較部（１３）の差信号をモニタすることによりホイー
ル駆動回路（３）及びホイール（４）の故障を検知する
ことができる。スレッショルドレベル検出部（＋５）は
機能的には（９）のスレッショルドレベル検出部と同じ
であるが、ここでは、トルク差信号のかわりにホイール
の速度差信号を入力として。
ータ処理部（１２）の出力であるホイール速度測定値と
の差をとる。ホイール速度ループ補償部（１４）は上記
速度比較部（１３）の差信号をもとに、ホイールの速度
が速度コマンド信号に追従するようにホイール駆動回路
（３）にコマンド信号を発生する。ホイール速度ループ
補償部（１４）の補償要素としては通常比例要素（Ｋ、
）または比例＋積分要素（ｘｐ＋ｘｔ／ｓ）が使用され
る。上記のように姿勢制御系を構成するとホイール（４
）の速度は、速度コマンド計算部（１１）の出力である
速度コマンド信号に追従するため、ホイールからは制御
トルクコマンド計算部（２）の出力であるトルクコマン
ド信号に対応するトルクが発生し、宇宙飛翔体の姿勢が
制御される。ホイール速度ループが正常に動作している
時は、ホイール速度ループ補償部（１４）の出力信号に
応じてモータトルクが調整され速度比較部（１３）の出
力信号であるホイール速度差信号はほぼゼロとなってい
る。ところが、ホイール駆動回路（３）またはホイール
（４）が故障しモータの発生するトルクがホイール速度
ループ補償部（１４）の出力信号に応じて変化しなくな
ると速度ループは開ループ状態となりホイールの速度は
速度コマンド信号から次第にずれていく。このため速度
比較部（１３）の差信号をモニタすることによりホイー
ル駆動回路（３）及びホイール（４）の故障を検知する
ことができる。スレッショルドレベル検出部（＋５）は
機能的には（９）のスレッショルドレベル検出部と同じ
であるが、ここでは、トルク差信号のかわりにホイール
の速度差信号を入力として。
その信号があらかじめ設定したスレッショルドレベルを
越したかどうかをチエツクする。ホイール速度差信号が
スレッショルドレベルを越スとスレッショルドレベル検
出部（１５）は異常信号を出力しこの信号をもとにホイ
ール故障フラグ設定部（１０）でホイールの故障フラグ
を設定する。この故障検知方式はホイールのモータ駆動
関連部の故障のみでなく、ホイールのタコメータが故障
した場合にも同様に有効に動作する。
越したかどうかをチエツクする。ホイール速度差信号が
スレッショルドレベルを越スとスレッショルドレベル検
出部（１５）は異常信号を出力しこの信号をもとにホイ
ール故障フラグ設定部（１０）でホイールの故障フラグ
を設定する。この故障検知方式はホイールのモータ駆動
関連部の故障のみでなく、ホイールのタコメータが故障
した場合にも同様に有効に動作する。
なお、ここでは、ホイール１個を使用した１軸まわりの
姿勢制御系を例にとり説明したが、ホイール３個以上を
使用した３軸の姿勢制御系のホイール故障検知に対］７
ても同様にしてこの発明を適用することができるのはい
うまでもない。
姿勢制御系を例にとり説明したが、ホイール３個以上を
使用した３軸の姿勢制御系のホイール故障検知に対］７
ても同様にしてこの発明を適用することができるのはい
うまでもない。
以りのように、この発明によればホイールに速度ループ
をかけて使用し、ホイールの速度コマンド信号とホイー
ル速度測定値との差信号をホイール故障検知に使用する
ことで、ホイールロストルクの変動、姿勢センサノイズ
等の影響を受けることな（確実にホイールの故障を検知
できるとともに従来のホイール故障検知方法で必要であ
ったホイール速度変化率計算等が不要となり簡単にホイ
ール故障検知ができるという効果がある。
をかけて使用し、ホイールの速度コマンド信号とホイー
ル速度測定値との差信号をホイール故障検知に使用する
ことで、ホイールロストルクの変動、姿勢センサノイズ
等の影響を受けることな（確実にホイールの故障を検知
できるとともに従来のホイール故障検知方法で必要であ
ったホイール速度変化率計算等が不要となり簡単にホイ
ール故障検知ができるという効果がある。
第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図、第２
図は従来のホイール故障検知方法を示すブロック図であ
る。 図において（１）は姿勢センサ、（２）は制御トルクコ
マンド計算部、（３）はホイール駆動回路、（４）はホ
イール、（１０）はホイール故障フラグ設定部、０１）
は速度コマンド計算Ｈ，（１２）はタコメータ処理部。 （＋３）は速度比較部、 （＋４）はホイール速度ルー
プ補償部。 （１５）はスレッショルドレベル検出部であるなお。 図中同一符号は同一または相当部分を示す。
図は従来のホイール故障検知方法を示すブロック図であ
る。 図において（１）は姿勢センサ、（２）は制御トルクコ
マンド計算部、（３）はホイール駆動回路、（４）はホ
イール、（１０）はホイール故障フラグ設定部、０１）
は速度コマンド計算Ｈ，（１２）はタコメータ処理部。 （＋３）は速度比較部、 （＋４）はホイール速度ルー
プ補償部。 （１５）はスレッショルドレベル検出部であるなお。 図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 制御トルクコマンドに応じてホィールに与えるべき速度
のコマンド信号を計算するための速度コマンド計算部と
、ホィールのタコメータ信号を処理しホィール速度を得
るためのタコメータ処理部と、上記速度コマンド信号と
ホィール速度測定値との差をとるための速度比較部と、
この速度比較部の差信号をもとにホィールの速度を速度
コマンド信号に追従させるためのホィール速度ループ補
償部の出力信号をもとにホィールを駆動するためのホィ
ール駆動回路と、このホィール駆動回路によって駆動さ
れるホィールと、上記速度比較部の差信号を入力とする
スレッショルドレベル検出部とこのスレッショルドレベ
ル検出部の出力信号をもとにホィール故障フラグを設定
するためのホィール故障フラグ設定部とで構成され、ホ
ィールまたはホィール駆動回路が故障すると、ホィール
の速度が速度コマンド信号に追従しなくなることを利用
して上記速度比較部の差信号をスレッショルドレベル検
出部でモニタし、その信号があらかじめ設定したレベル
を越すとホィール速度ループ異常信号を出力し、この信
号をもとにホィール故障フラグ設定部でホィールの故障
フラグを設定するようにしたことを特徴とする宇宙飛翔
体のホィール故障検知方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19753888A JPH0248298A (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 宇宙飛翔体のホイール故障検知方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19753888A JPH0248298A (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 宇宙飛翔体のホイール故障検知方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0248298A true JPH0248298A (ja) | 1990-02-19 |
Family
ID=16376141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19753888A Pending JPH0248298A (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 宇宙飛翔体のホイール故障検知方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0248298A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04185598A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-02 | Nec Aerospace Syst Ltd | 三軸衛星における姿勢異常検出方式 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050100B2 (ja) * | 1975-08-29 | 1985-11-06 | ソニー株式会社 | Ａｆｃ回路 |
| JPS6050099B2 (ja) * | 1978-01-20 | 1985-11-06 | 日本ビクター株式会社 | ビデオデイスクからの再生映像信号と他の映像信号との同期装置 |
-
1988
- 1988-08-08 JP JP19753888A patent/JPH0248298A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6050100B2 (ja) * | 1975-08-29 | 1985-11-06 | ソニー株式会社 | Ａｆｃ回路 |
| JPS6050099B2 (ja) * | 1978-01-20 | 1985-11-06 | 日本ビクター株式会社 | ビデオデイスクからの再生映像信号と他の映像信号との同期装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04185598A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-02 | Nec Aerospace Syst Ltd | 三軸衛星における姿勢異常検出方式 |
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