JPH0372913B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0372913B2 JPH0372913B2 JP790682A JP790682A JPH0372913B2 JP H0372913 B2 JPH0372913 B2 JP H0372913B2 JP 790682 A JP790682 A JP 790682A JP 790682 A JP790682 A JP 790682A JP H0372913 B2 JPH0372913 B2 JP H0372913B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flying object
- angle signal
- target
- signal
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はロケツト、ミサイル等飛しよう体の
誘導制御方法に関するものである。
誘導制御方法に関するものである。
従来この種の誘導制御方法としては以下に説明
する比例航法（Proportional navigation）が有
名である。また数は少いが純粋追尾（Pure
Pursuit）航法がある。目標の動きが速いときは
前者がすぐれ、また比較的ゆつくりした目標に対
しては後者でも追尾可能で、この場合構成が簡単
となる利点がある。本発明はこれら両航法に応用
できるが、特にゆつくりした目標に対する場合の
後者と組合せて用いた場合に大きな効果を発揮す
る。
する比例航法（Proportional navigation）が有
名である。また数は少いが純粋追尾（Pure
Pursuit）航法がある。目標の動きが速いときは
前者がすぐれ、また比較的ゆつくりした目標に対
しては後者でも追尾可能で、この場合構成が簡単
となる利点がある。本発明はこれら両航法に応用
できるが、特にゆつくりした目標に対する場合の
後者と組合せて用いた場合に大きな効果を発揮す
る。
簡単のために２次元の面内で説明する。第１図
においてn，tをそれぞれ飛しよう体１、目標
２の速度ベクトルとする。飛しよう体１と目標２
を結ぶ線４を目視線（Line of sight）とよぶ。
慣性座標系に固定されたある基準線３をとり、こ
れから測つた飛しよう体１の経路角、目視線４の
角度をそれぞれΥ，σとする。飛しよう体１は空
気力、推力等を用いて進行方向に垂直な加速度ａ
を発生し目標２を追尾するが、比例航法において
はこの加速度を ａ＝Ne・Vc・σ〓 となるように制御を行う。ここでVcは飛しよう
体１と目標２の接近速度、Neは実効航法係数と
よばれるものである。これにより飛しよう体１の
経路角変化率γ〓はσ〓に比例し、この関係を保つ限
り必ず飛しよう体１は目標２に衝突することにな
る。この方式をハードウエアで実現するためには
慣性座標系で測定したσを得るためにセンサを２
軸ジンバルの上に搭載するか、機軸固定のセンサ
を用いる場合は次の処理が必要となる。即ち第２
図において基準線３と機軸線５のなす角θをピツ
チ角とし、機軸線５と目視線４のなす角をεyとす
る。機軸に固定したセンサで観測される信号はεy
であるから、これよりδを得ようとすればレート
ジヤイロ等を用いてピツチ角速度θ〓を測定し、こ
れを積分してθを得εyに加えてδを求める等の処
理を施す必要がある。
においてn，tをそれぞれ飛しよう体１、目標
２の速度ベクトルとする。飛しよう体１と目標２
を結ぶ線４を目視線（Line of sight）とよぶ。
慣性座標系に固定されたある基準線３をとり、こ
れから測つた飛しよう体１の経路角、目視線４の
角度をそれぞれΥ，σとする。飛しよう体１は空
気力、推力等を用いて進行方向に垂直な加速度ａ
を発生し目標２を追尾するが、比例航法において
はこの加速度を ａ＝Ne・Vc・σ〓 となるように制御を行う。ここでVcは飛しよう
体１と目標２の接近速度、Neは実効航法係数と
よばれるものである。これにより飛しよう体１の
経路角変化率γ〓はσ〓に比例し、この関係を保つ限
り必ず飛しよう体１は目標２に衝突することにな
る。この方式をハードウエアで実現するためには
慣性座標系で測定したσを得るためにセンサを２
軸ジンバルの上に搭載するか、機軸固定のセンサ
を用いる場合は次の処理が必要となる。即ち第２
図において基準線３と機軸線５のなす角θをピツ
チ角とし、機軸線５と目視線４のなす角をεyとす
る。機軸に固定したセンサで観測される信号はεy
であるから、これよりδを得ようとすればレート
ジヤイロ等を用いてピツチ角速度θ〓を測定し、こ
れを積分してθを得εyに加えてδを求める等の処
理を施す必要がある。
純粋追尾方式においては上述の機軸に固定した
センサを用いることが多い。この場合ピツチ制御
信号として例えばK1εy＋K2ε〓yのようなPD（比例
＋微分）信号をフイードバツクすることにより常
に飛しよう体１の機首を目標２の方向に向わしめ
て、追尾していくことになる。本航法によればジ
ンバル搭載センサを用いず、かつレートジヤイロ
も必要としないが、飛しよう体１のピツチ運動と
センサ信号がカツプルするため、制御がうまく行
かなくなることが生じる。この欠点を補うものと
して機軸線５の代りに風軸線（nの方向）と目
視線４との間の角度を測定して制御を行う方式が
ある。例えばテキサスインスツルメンツ社）
Texas Instruments社）のペイブウエイ
（Paveway）においては機首に風向プローブを取
付け、これに取付けたセンサにより上記角度を測
定して純粋追尾方式により誘導を行う。この場合
は機体の姿勢が変化してもnの方向は急激には
変化しないからピツチ運動とセンサ信号とのカツ
プリングが除かれて精度の良い誘導制御が行われ
る。
センサを用いることが多い。この場合ピツチ制御
信号として例えばK1εy＋K2ε〓yのようなPD（比例
＋微分）信号をフイードバツクすることにより常
に飛しよう体１の機首を目標２の方向に向わしめ
て、追尾していくことになる。本航法によればジ
ンバル搭載センサを用いず、かつレートジヤイロ
も必要としないが、飛しよう体１のピツチ運動と
センサ信号がカツプルするため、制御がうまく行
かなくなることが生じる。この欠点を補うものと
して機軸線５の代りに風軸線（nの方向）と目
視線４との間の角度を測定して制御を行う方式が
ある。例えばテキサスインスツルメンツ社）
Texas Instruments社）のペイブウエイ
（Paveway）においては機首に風向プローブを取
付け、これに取付けたセンサにより上記角度を測
定して純粋追尾方式により誘導を行う。この場合
は機体の姿勢が変化してもnの方向は急激には
変化しないからピツチ運動とセンサ信号とのカツ
プリングが除かれて精度の良い誘導制御が行われ
る。
以上に述べたように従来の方式はいずれもジン
バル搭載センサや風向プローブ搭載センサを用い
る、あるいはレートジヤイロを用いる等ハードウ
エア的に複雑な構成を必要とした。
バル搭載センサや風向プローブ搭載センサを用い
る、あるいはレートジヤイロを用いる等ハードウ
エア的に複雑な構成を必要とした。
本発明は上記の欠点を除くため機軸固定センサ
を用いかつレートジヤイロ等を用いず簡単な信号
処理のみで精度の良い誘導が行われる装置を提供
することを目的としている。
を用いかつレートジヤイロ等を用いず簡単な信号
処理のみで精度の良い誘導が行われる装置を提供
することを目的としている。
本発明は飛しよう体に取り付けたセンサによつ
て得られた目視線と機軸線との間の角度信号εyを
処理回路で処理して飛しよう体を誘導制御する方
法において、前記処理回路で処理する角度信号εy
をあらかじめ極低周波フイルタで絞り、角度信号
εyをノイズフイルタで平滑にした角度信号ε^yが所
定の閾値±εnを越えた場合は前記処理回路のゲイ
ンＫを所定の大きな値kaに切換え、前記角度信号
ε^yが±（εn−△ε）〔△εは所定の微小値〕の内部
に入つた場合はゲインＫを元の小さな値Kbに戻
して飛しよう体を誘導制御することを特徴とする
飛しよう体の誘導制御方法を要旨とする。
て得られた目視線と機軸線との間の角度信号εyを
処理回路で処理して飛しよう体を誘導制御する方
法において、前記処理回路で処理する角度信号εy
をあらかじめ極低周波フイルタで絞り、角度信号
εyをノイズフイルタで平滑にした角度信号ε^yが所
定の閾値±εnを越えた場合は前記処理回路のゲイ
ンＫを所定の大きな値kaに切換え、前記角度信号
ε^yが±（εn−△ε）〔△εは所定の微小値〕の内部
に入つた場合はゲインＫを元の小さな値Kbに戻
して飛しよう体を誘導制御することを特徴とする
飛しよう体の誘導制御方法を要旨とする。
以下この発明の一実施例を図について説明す
る。第４図は従来の純粋追尾方式の信号処理につ
いての一例を示した。即ち図においてεyは機軸固
定センサから得られる目標２の機軸からの角度信
号、τHは近似微分回路の時定数、K1，K2はそれ
ぞれεy、ε〓yに対するゲインでSyは得られたアクチ
ユレータの駆動信号である。本例においてはεyが
飛しよう体１のピツチ運動θとカツプルするため
制御がうまく行われない場合が生じることは既に
述べた。第５図においてはセンサ信号をまず帯域
を極く低周波に絞るように時定数τを大きくとつ
た低域フイルタ７を通し、この信号を第４図の場
合と同様に処理する。飛しよう体１の機体の姿勢
運動の周波数は比較的速いから、この処理により
その影響を小さくしてしまうことができる。しか
し一方では目標２の速い動きに対しては追随でき
ず、目標２がセンサの視野をはずれてしまう恐れ
がある。そこで図に示すようにεyの信号をノイズ
フイルタ８で平滑した信号ε^yがある閾値±εnを越
えたらばゲイン切換素子１０を切換えてゲインＫ
を大きな値Kaに切換える。信号ε^yが±（εn−△
ε）の内部に入つたら再たびＫを元の小さな値
Kbに戻す。ゆつくりした動きの目標場合、目視
線角σは衝突の直前までは変化率が小さいので、
上記のような信号処理装置を用いることにより、
複雑なハードウエアを要せず、かつ従来の純粋追
尾方式よりも精度良く目標を追尾することができ
る。
る。第４図は従来の純粋追尾方式の信号処理につ
いての一例を示した。即ち図においてεyは機軸固
定センサから得られる目標２の機軸からの角度信
号、τHは近似微分回路の時定数、K1，K2はそれ
ぞれεy、ε〓yに対するゲインでSyは得られたアクチ
ユレータの駆動信号である。本例においてはεyが
飛しよう体１のピツチ運動θとカツプルするため
制御がうまく行われない場合が生じることは既に
述べた。第５図においてはセンサ信号をまず帯域
を極く低周波に絞るように時定数τを大きくとつ
た低域フイルタ７を通し、この信号を第４図の場
合と同様に処理する。飛しよう体１の機体の姿勢
運動の周波数は比較的速いから、この処理により
その影響を小さくしてしまうことができる。しか
し一方では目標２の速い動きに対しては追随でき
ず、目標２がセンサの視野をはずれてしまう恐れ
がある。そこで図に示すようにεyの信号をノイズ
フイルタ８で平滑した信号ε^yがある閾値±εnを越
えたらばゲイン切換素子１０を切換えてゲインＫ
を大きな値Kaに切換える。信号ε^yが±（εn−△
ε）の内部に入つたら再たびＫを元の小さな値
Kbに戻す。ゆつくりした動きの目標場合、目視
線角σは衝突の直前までは変化率が小さいので、
上記のような信号処理装置を用いることにより、
複雑なハードウエアを要せず、かつ従来の純粋追
尾方式よりも精度良く目標を追尾することができ
る。
上記実施例においては純粋追尾方式と組合わせ
た場合について述べたが、これを比例航法と組合
わせて用いることもできる。また本追尾方式は飛
行機が目標に接近する場合の航法にも応用でき
る。なお第５図において極低域フイルタとして
１／（１＋τS）2の例を示したが、これは帯域を極
く低く絞る適当なフイルタであつてよい。
た場合について述べたが、これを比例航法と組合
わせて用いることもできる。また本追尾方式は飛
行機が目標に接近する場合の航法にも応用でき
る。なお第５図において極低域フイルタとして
１／（１＋τS）2の例を示したが、これは帯域を極
く低く絞る適当なフイルタであつてよい。
以上のようにこの発明によれば機軸固定のセン
サを用いかつ信号処理のみによつて機体姿勢運動
のカツプリングの影響を除くよう構成したので、
レートジヤイロ等を必要とせず装置が安価にでき
るか、または精度の高い誘導制御系が得られる効
果がある。
サを用いかつ信号処理のみによつて機体姿勢運動
のカツプリングの影響を除くよう構成したので、
レートジヤイロ等を必要とせず装置が安価にでき
るか、または精度の高い誘導制御系が得られる効
果がある。
第１図は比例航法により目標を追尾する場合の
飛しよう体および目標の関係図、第２図は純粋追
尾航法による場合の飛しよう体および目標の関係
図、第３図はセンサ画面における目標の像を示
す。第４図は従来の純粋追尾航法を用いた場合に
おける信号処理系ブロツク図の一例、第５図は本
発明の一実施例における信号処理系ブロツク図で
ある。なお図中同一符号は同一、又は相当部分を
示す。 １……飛しよう体、２……目標、３……基準
線、４……目視線、５……機軸線、６……センサ
画面、７……極低帯域フイルタ、８……ノイズフ
イルタ、９……ヒステリシス付バンバン素子、１
０……ゲイン切換素子。
飛しよう体および目標の関係図、第２図は純粋追
尾航法による場合の飛しよう体および目標の関係
図、第３図はセンサ画面における目標の像を示
す。第４図は従来の純粋追尾航法を用いた場合に
おける信号処理系ブロツク図の一例、第５図は本
発明の一実施例における信号処理系ブロツク図で
ある。なお図中同一符号は同一、又は相当部分を
示す。 １……飛しよう体、２……目標、３……基準
線、４……目視線、５……機軸線、６……センサ
画面、７……極低帯域フイルタ、８……ノイズフ
イルタ、９……ヒステリシス付バンバン素子、１
０……ゲイン切換素子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 飛しよう体に取り付けたセンサによつて得ら
れた目視線と機軸線との間の角度信号εyを処理回
路で処理して飛しよう体を誘導制御する方法にお
いて、前記処理回路で処理する角度信号εyをあら
かじめ極低周波フイルタで絞り、角度信号εyをノ
イズフイルタで平滑にした角度信号ε^yが所定の閾
値±εnを越えた場合は前記処理回路のゲインＫを
所定の大きな値kaに切換え、前記角度信号ε^yが±
（εn−△ε）〔△εは所定の微小値〕の内部に入つ
た場合はゲインＫを元の小さな値Kbに戻して飛
しよう体を誘導制御することを特徴とする飛しよ
う体の誘導制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP790682A JPS58124199A (ja) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | 飛しよう体の誘導制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP790682A JPS58124199A (ja) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | 飛しよう体の誘導制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58124199A JPS58124199A (ja) | 1983-07-23 |
| JPH0372913B2 true JPH0372913B2 (ja) | 1991-11-20 |
Family
ID=11678597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP790682A Granted JPS58124199A (ja) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | 飛しよう体の誘導制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58124199A (ja) |
-
1982
- 1982-01-21 JP JP790682A patent/JPS58124199A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58124199A (ja) | 1983-07-23 |
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