JPH06329093A - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
- Publication number
- JPH06329093A JPH06329093A JP5118657A JP11865793A JPH06329093A JP H06329093 A JPH06329093 A JP H06329093A JP 5118657 A JP5118657 A JP 5118657A JP 11865793 A JP11865793 A JP 11865793A JP H06329093 A JPH06329093 A JP H06329093A
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- JP
- Japan
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- angle
- attitude angle
- aerodynamic
- attack
- airframe
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- Pending
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- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 飛しょう条件により機体の動特性が大きく変
化しても、機体を指令通りに安定に制御できる制御装置
を得ることを目的とする。 【構成】 機体の運動を検出する慣性装置４と、その情
報をもとに主流線速度に対する姿勢角を迎え角の計算部
５、ロール姿勢角の計算部８で計算し、空力テーブル部
６のデータより制御補償器ゲイン計算部７で計算した補
償ゲインを制御補償器１に設定する。 【効果】 主流線速度に対する姿勢角を計算し、それに
応じた空力微係数を使用して制御補償器ゲインを設定し
ているので、主流線速度に対する姿勢角制限が少なく、
飛しょう条件が変化しても安定性や性能の劣化が少ない
制御装置を実現でき、機体を指令通りに安定に制御する
ことができる。
化しても、機体を指令通りに安定に制御できる制御装置
を得ることを目的とする。 【構成】 機体の運動を検出する慣性装置４と、その情
報をもとに主流線速度に対する姿勢角を迎え角の計算部
５、ロール姿勢角の計算部８で計算し、空力テーブル部
６のデータより制御補償器ゲイン計算部７で計算した補
償ゲインを制御補償器１に設定する。 【効果】 主流線速度に対する姿勢角を計算し、それに
応じた空力微係数を使用して制御補償器ゲインを設定し
ているので、主流線速度に対する姿勢角制限が少なく、
飛しょう条件が変化しても安定性や性能の劣化が少ない
制御装置を実現でき、機体を指令通りに安定に制御する
ことができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、飛しょう体や航空機
の機体を指令通りに安定に動作させるために使用する制
御補償器に関するものである。
の機体を指令通りに安定に動作させるために使用する制
御補償器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９は、従来の制御補償ゲイン設定方式
での制御装置のブロックである。図９において、１は制
御補償器であり、２は操舵翼を動かす操舵装置であり、
３は本発明の制御対象である機体動特性であり、９は機
体の加速度及び角速度を検出する慣性センサである。
での制御装置のブロックである。図９において、１は制
御補償器であり、２は操舵翼を動かす操舵装置であり、
３は本発明の制御対象である機体動特性であり、９は機
体の加速度及び角速度を検出する慣性センサである。
【０００３】従来の制御装置は、飛しょう体や航空機が
広範囲の速度及び高度で飛行することによって機体の動
特性や空力特性が変化することに対処するために、母機
から発射された時の速度と高度に応じた制御補償ゲイン
を設定することにより、指令に対する応答を一定に保つ
ようにしていた。たとえば、飛しょう体が速度一定で飛
しょうしている場合に高度が高くなると機体に働く空気
力が小さくなり機体の応答が遅くなる。そのために、高
度が高くなると制御補償ゲインを大きくすることにより
制御量を大きくして指令に対する応答を一定にするよう
にしていた。
広範囲の速度及び高度で飛行することによって機体の動
特性や空力特性が変化することに対処するために、母機
から発射された時の速度と高度に応じた制御補償ゲイン
を設定することにより、指令に対する応答を一定に保つ
ようにしていた。たとえば、飛しょう体が速度一定で飛
しょうしている場合に高度が高くなると機体に働く空気
力が小さくなり機体の応答が遅くなる。そのために、高
度が高くなると制御補償ゲインを大きくすることにより
制御量を大きくして指令に対する応答を一定にするよう
にしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の制
御補償器による制御装置では、機体の速度や高度によっ
て変化する機体の動特性や空力特性に対してのみ補償す
るものであり、機体の主流線速度と機体軸とのなす角で
定義される姿勢角によって機体動特性が変化することを
考慮していない。機体動特性は、例えば姿勢角が大きく
なるほど空気力が増大したり、機体の影響による近傍空
気の乱れが発生するなどの変化が姿勢角によって変化す
る。そのため、たとえば大きな迎え角の場合、機体運動
を補償できないという問題点があった。
御補償器による制御装置では、機体の速度や高度によっ
て変化する機体の動特性や空力特性に対してのみ補償す
るものであり、機体の主流線速度と機体軸とのなす角で
定義される姿勢角によって機体動特性が変化することを
考慮していない。機体動特性は、例えば姿勢角が大きく
なるほど空気力が増大したり、機体の影響による近傍空
気の乱れが発生するなどの変化が姿勢角によって変化す
る。そのため、たとえば大きな迎え角の場合、機体運動
を補償できないという問題点があった。
【０００５】この発明は、かかる問題点を解決するため
になされたものであり、機体の速度や高度のみでなく、
迎え角やロール姿勢角に応じて制御補償器の補償ゲイン
を設定することによって、機体の主流線速度に対する姿
勢角が変化しても機体運動を安定に補償できるようにす
ることを目的としている。
になされたものであり、機体の速度や高度のみでなく、
迎え角やロール姿勢角に応じて制御補償器の補償ゲイン
を設定することによって、機体の主流線速度に対する姿
勢角が変化しても機体運動を安定に補償できるようにす
ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる制御装
置においては、まず慣性装置４からの速度情報を使用し
て主流線速度に対する機体姿勢角を計算し、そして予め
風胴試験により測定をしてある空力微係数をその姿勢角
に応じて選択し、機体の姿勢角に関係なく安定した機体
運動の制御ができるように姿勢角に応じた空力微係数を
使用して制御補償器ゲインを計算して時々刻々と補償ゲ
インを設定するものである。
置においては、まず慣性装置４からの速度情報を使用し
て主流線速度に対する機体姿勢角を計算し、そして予め
風胴試験により測定をしてある空力微係数をその姿勢角
に応じて選択し、機体の姿勢角に関係なく安定した機体
運動の制御ができるように姿勢角に応じた空力微係数を
使用して制御補償器ゲインを計算して時々刻々と補償ゲ
インを設定するものである。
【０００７】
【作用】上記のような制御装置を用いることによって、
主流線速度に対して大きな姿勢角がある場合にでも、機
体を指令通りに安定に制御することが可能となる。
主流線速度に対して大きな姿勢角がある場合にでも、機
体を指令通りに安定に制御することが可能となる。
【０００８】
実施例１ 以下、この発明の実施例を図１について説明する。図１
は、この発明の制御装置の一実施例を示すブロック図で
ある。図１において、１〜３は上記従来装置と同じもの
である。ただし、１はこの発明により設定値が時々刻々
と変化するものとする。４は機体運動を慣性センサで検
出し、位置、高度、速度、姿勢角を計算する慣性装置、
５は迎え角の計算部、６は空力テーブル部、７は制御補
償器ゲイン計算部である。
は、この発明の制御装置の一実施例を示すブロック図で
ある。図１において、１〜３は上記従来装置と同じもの
である。ただし、１はこの発明により設定値が時々刻々
と変化するものとする。４は機体運動を慣性センサで検
出し、位置、高度、速度、姿勢角を計算する慣性装置、
５は迎え角の計算部、６は空力テーブル部、７は制御補
償器ゲイン計算部である。
【０００９】図１のブロック図において、慣性装置４で
計算される直交する機体３軸の速度（Ｘ軸速度Ｕ、Ｙ軸
速度Ｖ、Ｚ軸速度Ｗ）及び主流線速度ＶM を利用して機
体の迎え角αを迎え角の計算部５で“数１”により計算
する。そして、機体の迎え角αに応じた空力微係数を空
力テーブル部６より選択する。図２に空力テーブル部６
の一例を示す。空力テーブル部６は図２に示すような構
成をしているので迎え角に対応する空力微係数を選択す
ることができる。制御補償器ゲイン計算部７では空力テ
ーブル部６で選択した空力微係数を使用することにより
補償ゲインを予め計算してある迎え角係数と迎え角によ
り“数２”で計算する。この発明の補償器ゲインを飛し
ょう中に機体の姿勢角に応じて設定することによって、
機体の主流線速度に対する姿勢角に制限されることのな
い制御装置を実現することができる。
計算される直交する機体３軸の速度（Ｘ軸速度Ｕ、Ｙ軸
速度Ｖ、Ｚ軸速度Ｗ）及び主流線速度ＶM を利用して機
体の迎え角αを迎え角の計算部５で“数１”により計算
する。そして、機体の迎え角αに応じた空力微係数を空
力テーブル部６より選択する。図２に空力テーブル部６
の一例を示す。空力テーブル部６は図２に示すような構
成をしているので迎え角に対応する空力微係数を選択す
ることができる。制御補償器ゲイン計算部７では空力テ
ーブル部６で選択した空力微係数を使用することにより
補償ゲインを予め計算してある迎え角係数と迎え角によ
り“数２”で計算する。この発明の補償器ゲインを飛し
ょう中に機体の姿勢角に応じて設定することによって、
機体の主流線速度に対する姿勢角に制限されることのな
い制御装置を実現することができる。
【００１０】上記の慣性装置４で計算される速度は図３
に示すようにｘ、ｙ、ｚ軸方向の速度及び３軸方向速度
の合成速度である。また、迎え角の計算部５で計算され
る機体の迎え角は図４に示すようにｘ軸速度Ｕと主流線
速度ＶM とのなす角を示す。
に示すようにｘ、ｙ、ｚ軸方向の速度及び３軸方向速度
の合成速度である。また、迎え角の計算部５で計算され
る機体の迎え角は図４に示すようにｘ軸速度Ｕと主流線
速度ＶM とのなす角を示す。
【００１１】
【数１】
【００１２】
【数２】
【００１３】実施例２ 図５のブロック図において、慣性装置４で計算される直
交する機体３軸の速度（Ｘ軸速度Ｕ、Ｙ軸速度Ｖ、Ｚ軸
速度Ｗ）及び主流線速度ＶM を利用して機体のロール姿
勢角φをロール姿勢角の計算部８で“数３”により計算
する。そして、機体のロール姿勢角φに応じた空力微係
数を空力テーブル部６より選択する。空力テーブル部６
は実施例１と同様な構成をしておりロール姿勢角に対応
する空力微係数を選択することができる。制御補償器ゲ
イン計算部７で空力テーブル部６で選択した空力微係数
を使用することにより補償ゲインを予め計算してあるロ
ール姿勢角係数とロール姿勢角により“数４”で計算す
る。この発明の補償器ゲインを飛しょう中に機体のロー
ル姿勢角φに応じて設定することによって、機体のロー
ル姿勢角φに制限されることのない制御装置を実現でき
る。
交する機体３軸の速度（Ｘ軸速度Ｕ、Ｙ軸速度Ｖ、Ｚ軸
速度Ｗ）及び主流線速度ＶM を利用して機体のロール姿
勢角φをロール姿勢角の計算部８で“数３”により計算
する。そして、機体のロール姿勢角φに応じた空力微係
数を空力テーブル部６より選択する。空力テーブル部６
は実施例１と同様な構成をしておりロール姿勢角に対応
する空力微係数を選択することができる。制御補償器ゲ
イン計算部７で空力テーブル部６で選択した空力微係数
を使用することにより補償ゲインを予め計算してあるロ
ール姿勢角係数とロール姿勢角により“数４”で計算す
る。この発明の補償器ゲインを飛しょう中に機体のロー
ル姿勢角φに応じて設定することによって、機体のロー
ル姿勢角φに制限されることのない制御装置を実現でき
る。
【００１４】上記の慣性装置４で計算される速度は図３
に示すようにｘ、ｙ、ｚ軸方向の速度及び３軸方向速度
の合成速度である。また、ロール姿勢角の計算部５で計
算されるロール姿勢角は図６に示すように相対速度に対
する角度を示す。
に示すようにｘ、ｙ、ｚ軸方向の速度及び３軸方向速度
の合成速度である。また、ロール姿勢角の計算部５で計
算されるロール姿勢角は図６に示すように相対速度に対
する角度を示す。
【００１５】
【数３】
【００１６】
【数４】
【００１７】実施例３ 図７のブロック図において、慣性装置４で計算される直
交する機体３軸の速度（Ｘ軸速度Ｕ、Ｙ軸速度Ｖ、Ｚ軸
速度Ｗ）及び主流線速度ＶM を利用して機体の迎え角α
を迎え角の計算部５で“数１”、ロール姿勢角φをロー
ル姿勢角の計算部８で“数３”により計算する。そし
て、機体の迎え角αとロール姿勢角φに応じた空力微係
数を空力テーブル部６より選択する。空力テーブル部６
は実施例１と同様な構成をしているので迎え角およびロ
ール姿勢角に対応する空力微係数を選択することができ
る。制御補償器ゲイン計算部７で空力テーブル部６で選
択した空力微係数を使用することにより補償ゲインを予
め計算してある係数と姿勢角により計算する。この発明
の補償器ゲインを飛しょう中に機体の迎え角αとロール
姿勢角φに応じて設定することによって、機体の迎え角
αとロール姿勢角φに制限されることのない制御装置を
実現できる。
交する機体３軸の速度（Ｘ軸速度Ｕ、Ｙ軸速度Ｖ、Ｚ軸
速度Ｗ）及び主流線速度ＶM を利用して機体の迎え角α
を迎え角の計算部５で“数１”、ロール姿勢角φをロー
ル姿勢角の計算部８で“数３”により計算する。そし
て、機体の迎え角αとロール姿勢角φに応じた空力微係
数を空力テーブル部６より選択する。空力テーブル部６
は実施例１と同様な構成をしているので迎え角およびロ
ール姿勢角に対応する空力微係数を選択することができ
る。制御補償器ゲイン計算部７で空力テーブル部６で選
択した空力微係数を使用することにより補償ゲインを予
め計算してある係数と姿勢角により計算する。この発明
の補償器ゲインを飛しょう中に機体の迎え角αとロール
姿勢角φに応じて設定することによって、機体の迎え角
αとロール姿勢角φに制限されることのない制御装置を
実現できる。
【００１８】実施例４ 図８のブロック図において、慣性装置４で計算される直
交する機体３軸の速度（Ｘ軸速度Ｕ、Ｙ軸速度Ｖ、Ｚ軸
速度Ｗ）及び主流線速度ＶM を利用して機体の迎え角α
を迎え角の計算部５で“数１”、ロール姿勢角φをロー
ル姿勢角の計算部８で“数３”により計算する。そし
て、機体の迎え角αと空気力学上のロール姿勢角φに応
じた空力微係数を空力テーブル部６より選択する。空力
テーブル部６は実施例１と同様な構成をしているので迎
え角に対応する空力微係数を選択することができる。ま
た、慣性装置４より出力される高度、速度に応じた空力
微係数を実施例１と同様の構成をしている空力テーブル
部６より選択する。そして、制御補償器ゲイン計算部７
で高度、速度、機体の迎え角αとロール姿勢角φに応じ
た空力微係数と予め計算してある迎え角係数と迎え角、
ロール姿勢角、高度、速度により計算する。この発明の
補償器ゲインを飛しょう中に高度、速度、機体の迎え角
αとロール姿勢角φに応じて設定することによって従来
の制御装置より制限の少なく、飛しょう条件が変化して
も安定性や性能の劣化が少ない制御装置の実現が可能と
なる。
交する機体３軸の速度（Ｘ軸速度Ｕ、Ｙ軸速度Ｖ、Ｚ軸
速度Ｗ）及び主流線速度ＶM を利用して機体の迎え角α
を迎え角の計算部５で“数１”、ロール姿勢角φをロー
ル姿勢角の計算部８で“数３”により計算する。そし
て、機体の迎え角αと空気力学上のロール姿勢角φに応
じた空力微係数を空力テーブル部６より選択する。空力
テーブル部６は実施例１と同様な構成をしているので迎
え角に対応する空力微係数を選択することができる。ま
た、慣性装置４より出力される高度、速度に応じた空力
微係数を実施例１と同様の構成をしている空力テーブル
部６より選択する。そして、制御補償器ゲイン計算部７
で高度、速度、機体の迎え角αとロール姿勢角φに応じ
た空力微係数と予め計算してある迎え角係数と迎え角、
ロール姿勢角、高度、速度により計算する。この発明の
補償器ゲインを飛しょう中に高度、速度、機体の迎え角
αとロール姿勢角φに応じて設定することによって従来
の制御装置より制限の少なく、飛しょう条件が変化して
も安定性や性能の劣化が少ない制御装置の実現が可能と
なる。
【００１９】
【発明の効果】以上のようにこの発明を用いれば、主流
線速度に対する姿勢角を計算し、それに応じた空力微係
数を使用して制御補償器ゲインを設定しているので、主
流線速度に対する姿勢角制限が少なく、飛しょう条件が
変化しても安定性や性能の劣化が少ない制御装置を実現
でき、機体を指令通りに制御することができる。
線速度に対する姿勢角を計算し、それに応じた空力微係
数を使用して制御補償器ゲインを設定しているので、主
流線速度に対する姿勢角制限が少なく、飛しょう条件が
変化しても安定性や性能の劣化が少ない制御装置を実現
でき、機体を指令通りに制御することができる。
【図１】この発明の実施例１を示すブロック図である。
【図２】この発明の空力テーブル部の一例を表わす図で
ある。
ある。
【図３】この発明の速度の座標定義を表わす図である。
【図４】この発明の迎え角の定義を表わす図である。
【図５】この発明の実施例２を示すブロック図である。
【図６】この発明のロール姿勢角の定義を表わす図であ
る。
る。
【図７】この発明の実施例３を示すブロック図である。
【図８】この発明の実施例４を示すブロック図である。
【図９】従来の技術による制御装置の一実施例を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
１ 制御補償器 ２ 操舵装置 ３ 機体動特性 ４ 慣性装置 ５ 迎え角の計算部 ６ 空力テーブル部 ７ 制御補償器ゲイン計算部 ８ ロール姿勢角の計算部 ９ 慣性センサ
Claims (4)
- 【請求項１】 機体の加速度及び角速度を検出して、機
体の位置、速度、姿勢角を計算する慣性装置と、機体の
姿勢角を制御する制御補償器と、操舵翼を動かす操舵装
置と、上記慣性装置の出力を入力し、主流線速度と機体
軸速度から迎え角を計算する迎え角計算部と、空力微係
数を内部に持ち、上記迎え角に応じた空力微係数を出力
する空力テーブル部と、上記空力テーブル部で出力され
た迎え角に対応する空力微係数と上記迎え角とを用いて
補償器ゲインを計算し、迎え角に応じたゲインを設定す
るための制御補償器ゲイン計算部とを具備したことを特
徴とする制御装置。 - 【請求項２】 機体の加速度及び角速度を検出して、機
体の位置、速度、姿勢角を計算する慣性装置と、機体の
姿勢角を制御する制御補償器と、操舵翼を動かす操舵装
置と、上記慣性装置の出力を入力し、主流線速度と機体
軸速度からロール姿勢角を計算するロール姿勢角計算部
と、空力微係数を内部に持ち、上記ロール姿勢角に応じ
た空力微係数を出力する空力テーブル部と、上記空力テ
ーブル部で出力されたロール姿勢角に対応する空力微係
数と上記ロール姿勢角とを用いて補償器ゲインを計算
し、ロール姿勢角に応じたゲインを設定するための制御
補償器ゲイン計算部とを具備したことを特徴とする制御
装置。 - 【請求項３】 機体の加速度及び角速度を検出して、機
体の位置、速度、姿勢角を計算する慣性装置と、機体の
姿勢角を制御する制御補償器と、操舵翼を動かす操舵装
置と、上記慣性装置の出力を入力し、主流線速度と機体
軸速度から迎え角を計算する迎え角計算部と、上記慣性
装置の出力を入力し、主流線速度と機体軸速度からロー
ル姿勢角を計算するロール姿勢角計算部と、空力微係数
を内部に持ち、上記迎え角及びロール姿勢角に応じた空
力微係数を出力する空力テーブル部と、上記空力テーブ
ル部で出力された迎え角及びロール姿勢角に対応する空
力微係数と上記迎え角及びロール姿勢角とｗ用いて補償
器ゲインを計算し、機体の迎え角とロール姿勢角に応じ
たゲインを設定するための制御補償器ゲイン計算部とを
具備したことを特徴とする制御装置。 - 【請求項４】 機体の加速度及び角速度を検出して、機
体の位置、速度、姿勢角を計算する慣性装置と、機体の
姿勢角を制御する制御補償器と、操舵翼を動かす操舵装
置と、上記慣性装置の出力を入力し、主流線速度と機体
軸速度から迎え角を計算する迎え角計算部と、上記慣性
装置の出力を入力し、主流線速度と機体軸速度からロー
ル姿勢角を計算するロール姿勢角計算部と、空力微係数
を内部に持ち、上記迎え角及びロール姿勢角に応じた空
力微係数と機体の速度及び高度に応じた空力微係数を出
力する空力テーブル部と、上記空力テーブル部で出力さ
れた迎え角及びロール姿勢角に対応する空力微係数と速
度及び高度に対応する空力微係数と上記迎え角及びロー
ル姿勢角と機体の速度と高度とを用いて補償器ゲインを
計算し、機体の速度と高度と迎え角とロール姿勢角に応
じたゲインを設定するための制御補償器ゲイン計算部と
を具備したことを特徴とする制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5118657A JPH06329093A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5118657A JPH06329093A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06329093A true JPH06329093A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=14741996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5118657A Pending JPH06329093A (ja) | 1993-05-20 | 1993-05-20 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06329093A (ja) |
-
1993
- 1993-05-20 JP JP5118657A patent/JPH06329093A/ja active Pending
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