JPH07325622A - 自動操縦装置 - Google Patents

自動操縦装置

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JPH07325622A
JPH07325622A JP6120035A JP12003594A JPH07325622A JP H07325622 A JPH07325622 A JP H07325622A JP 6120035 A JP6120035 A JP 6120035A JP 12003594 A JP12003594 A JP 12003594A JP H07325622 A JPH07325622 A JP H07325622A
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angle command
steering angle
steering
roll
rudder angle
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JP6120035A
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Koichi Sato
幸一 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外乱によるロール回転を抑える等のロール制
御のために大きなロール舵角が必要になっても、限られ
た操舵翼の舵角を有効に利用して必要なロール舵角を確
保し、制御不能に陥ることなく所望の運動ができるよう
な自動操縦装置を得ることを目的とする。 【構成】 ピッチ系、ヨー系の各舵角指令にリミット値
を変更できる舵角指令リミッタ8、9を設ける。舵角リ
ミット計算部7において、ロール系の舵角指令を入力し
予め設定された操舵翼の舵角指令リミット値の範囲内で
配分できるピッチ系、ヨー系の舵角指令リミット値を計
算する。その値に従って舵角指令リミッタ8、9のリミ
ット値を変える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、飛しょう体の飛しょ
う経路を制御するために飛しょう体の持つ複数の操舵翼
に舵角指令信号を送る操縦装置において、操舵翼の舵角
が制限されている場合でも、機体を制御するために必要
なピッチ系、ヨー系、ロール系の各舵角指令を適切に制
限して操舵翼に配分することによって、舵角不足による
制御不能に陥ることなく所望の経路を飛しょうできるよ
うにする飛しょう体の自動操縦装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図5は自動操縦装置を搭載した飛しょう
体の簡略化した構成例を示す図である。図において、2
0は自動操縦装置、30は飛しょう経路を制御するため
の指令信号を出力する誘導装置、40は機体の加速度や
角速度等の運動を検出する慣性装置、50は自動操縦装
置から出力された操舵翼の舵角指令信号を受けて操舵翼
を駆動する操舵装置、51から54は操舵翼である。ま
た、図6は従来の方法による自動操縦装置の構成例を示
すブロック図である。図において、1は機体に所望の運
動をさせるために与えられた加速度指令と検出された機
体の角速度及び加速度からピッチ系、ヨー系、ロール系
の各舵角指令を計算する舵角指令計算部、2はピッチ
系、ヨー系、ロール系の各舵角指令から51から54ま
での4枚の操舵翼への舵角指令を計算する操舵翼舵角指
令計算部、3、4、5はそれぞれピッチ系、ヨー系、ロ
ール系の各舵角指令を制限するリミッタ、6は操舵翼舵
角指令を制限するリミッタである。さらに、20は自動
操縦装置全体を示し、50は図5と同様の操舵装置であ
る。
【0003】従来の方法による自動操縦装置は上記のよ
うに構成される。自動操縦装置20は、誘導装置30か
らの飛しょう体に所望の運動させるための横加速度指令
acp、acy及び慣性装置40で検出した機体の運動
を示す加速度amp、amyや角速度p、q、r等の信
号を受け、まず舵角指令計算部1でそれらに応じて機体
を制御するために必要な舵角指令を計算する。ここで、
機体はピッチ、ヨー、ロールの各機体軸回りで制御系が
構成されているため、この舵角指令はピッチ系、ヨー
系、ロール系に関する舵角指令δPc、δYc、δRc
となる。舵角指令リミッタ3、4、5は、各舵角指令が
予め設定されたリミット値δPmax、δYmax、δ
Rmaxより大きい場合にはその値に制限して出力す
る。舵角指令リミッタの出力δP、δY、δRは、操舵
翼舵角指令計算部2において4枚の操舵翼が実際に操舵
する角度である舵角指令δ1c、δ2c、δ3c、δ4
cに変換される。飛しょう体は、各操舵翼がその操舵翼
舵角指令に従って動くことによって制御され、所望の運
動を行うことができる。ここで舵角指令リミッタ3、
4、5のリミット値はそれぞれ、操舵翼の機械的な制限
等による操舵翼舵角指令リミッタのリミット値δ1ma
x、δ2max、δ3max、δ4maxを考慮して配
分されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような自動操縦
装置では、通常大きな横加速度を発生させるためにピッ
チ系、ヨー系の舵角指令リミッタのリミット値をロール
系に対して比較的大きめに配分するが、この場合ロール
系に大きな外乱モーメントが印加されたり高速なロール
角度制御を行う場合等に、大きなロール舵角が必要にな
ってもあらかじめ設定されたリミット値以上の舵角指令
が出せなくなってしまい、外乱によるロール回転が止め
られずに制御不能に陥ったり、所望の運動ができなくな
ってしまう問題があった。
【0005】この発明はかかる問題を解決するためにな
されたものであり、大きなロール舵角が必要になった場
合でも、操舵翼舵角指令リミッタの値を超えない範囲で
ピッチ系、ヨー系、ロール系の各舵角指令のリミット値
を適切に変更することによって限られた操舵翼舵角を有
効に利用し、飛しょう体が制御不能に陥ることなく所望
の運動が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】この発明の実施例1によ
る自動操縦装置においては、ロール系の舵角指令と操舵
翼舵角指令のリミット値からピッチ系、ヨー系の舵角指
令のリミット値を計算する計算器と、その値に従ってリ
ミット値を変更できるピッチ系、ヨー系の舵角指令リミ
ッタを持つ。
【0007】さらにこの発明の実施例2においては、あ
らかじめ値が設定されたロール系の舵角指令リミッタ
と、そのリミッタを通過した後のロール系の舵角指令と
操舵翼舵角指令のリミット値からピッチ系、ヨー系の舵
角指令のリミット値を計算する計算器を持つ。
【0008】またこの発明の実施例3においては、ピッ
チ系、ヨー系、ロール系の舵角指令と操舵翼舵角指令の
リミット値からピッチ系、ヨー系、ロール系の舵角指令
のリミット値を計算する計算器と、その値に従ってリミ
ット値を変更できるピッチ系、ヨー系、ロール系の舵角
指令リミッタを持つ。
【0009】さらにこの発明の実施例4においては、飛
しょう高度及び飛しょう速度を入力しその値と操舵翼舵
角指令のリミット値からピッチ系、ヨー系、ロール系の
舵角指令のリミット値を計算する計算器を持つ。
【0010】
【作用】上記のような手段を用いることによって、大き
なロール舵角が必要な場合でもそのロール舵角を確保で
きるため制御不能に陥ることなく、さらに操舵翼の舵角
を有効に利用できるためピッチ系、ヨー系に必要な舵角
も必要に応じて確保でき、飛しょう体の所望の運動に対
する制御性能が向上するように作用する。
【0011】
【実施例】
実施例1 図1はこの発明の実施例1による自動操縦装置の機能構
成を示すブロック図である。図において、1は機体に所
望の運動をさせるために与えられた加速度指令と検出さ
れた機体の角速度及び加速度からピッチ系、ヨー系、ロ
ール系の各舵角指令を計算する舵角指令計算部、2はピ
ッチ系、ヨー系、ロール系の各舵角指令を4枚の操舵翼
への舵角指令に変換する操舵翼舵角指令計算部、6は操
舵翼舵角指令を制限するリミッタ、7はロール系の舵角
指令と操舵翼舵角指令のリミット値からピッチ系、ヨー
系の舵角指令のリミット値を計算する舵角リミット計算
部、8、9はそれぞれピッチ系、ヨー系の各舵角指令を
制限するリミッタであり、そのリミット値を舵角リミッ
ト計算部7で求められた値に変更できる機能を持つもの
である。
【0012】次にこの実施例について図1を用いて説明
する。この自動操縦装置は、飛しょう体に所望の運動を
させるための横加速度指令acp、acy及び検出され
た機体の加速度amp、amyや角速度p、q、rの信
号を受け、舵角指令計算部1でそれらに応じて機体を制
御するために必要なピッチ系、ヨー系、ロール系の各舵
角指令δPc、δYc、δRcを計算する。舵角リミッ
ト計算部7では、各操舵翼舵角指令のリミット値からロ
ール系の舵角指令δRcを引いたものをピッチ系、ヨー
系の舵角指令リミットとして出力し、ピッチ系、ヨー系
の各舵角指令リミッタ8、9はそれに従ってリミット値
を変更する。舵角指令リミッタの出力δP、δYとロー
ル舵角指令δRcは、操舵翼舵角指令計算部2において
4枚の操舵翼への舵角指令δ1c、δ2c、δ3c、δ
4cに変換される。ここで、簡単のために各操舵翼の舵
角指令リミットδ1max、δ2max、δ3max、
δ4maxをすべて等しくδmaxとし、ピッチ系、ヨ
ー系の各舵角指令リミットの値も等しくδLmaxとす
ると、舵角リミット計算部7での計算式は一例として
“数1”のようになる。また、ピッチ系の舵角指令を操
舵翼52と54、ヨー系の舵角指令を51と53、ロー
ル系の舵角指令を51から54までの各操舵翼に等しく
配分するものとすると、操舵翼舵角指令計算部2におけ
る変換式は一例として“数2”のようになる。ただし、
ここではδR=δRcとしている。
【0013】
【数1】
【0014】
【数2】
【0015】実施例2 図2はこの発明の実施例2による構成を示すブロック図
である。上記実施例1ではロール系の舵角指令δRcを
操舵翼舵角指令のリミット値から引いたものをピッチ
系、ヨー系の舵角指令リミットとして出力しているが、
本実施例ではロール舵角指令にも舵角指令リミッタ5を
設け、“数3”のようにそのリミッタの出力δRを操舵
翼舵角指令のリミット値から引いたものをピッチ系、ヨ
ー系の舵角指令リミットとして計算する。このようにロ
ール舵角指令に予め適切なリミット値を設定することに
よって、非常に大きなロール舵角指令を必要とする場合
でも必要なピッチ、ヨー系の舵角指令をほぼ確保でき
る。一般的に、大きなロール舵角指令を必要とする時間
は短いため、ロール舵角指令をある程度制限しても制御
上大きな問題は生じない。
【0016】
【数3】
【0017】実施例3 図3はこの発明の実施例3の機能構成を示すブロック図
である。図において10はロール系の舵角指令を制限す
るリミッタであり、そのリミット値を変更できる機能を
持つものである。11はピッチ系、ヨー系、ロール系の
各舵角指令から、舵角指令リミッタ8、9、10のリミ
ット値を計算する舵角リミット計算部である。舵角リミ
ット計算部11は舵角指令計算部1で計算されたピッチ
系、ヨー系、ロール系の各舵角指令δPc、δYc、δ
Rcの大きさに比例配分するように各舵角指令リミッタ
8、9、10のリミット値を計算する。その計算式は一
例として“数4”のようになる。各舵角指令リミッタ
8、9、10はその計算結果に従ってリミット値を設定
し、それを超える場合はその値に制限して各舵角指令δ
P、δY、δRを出力する。
【0018】
【数4】
【0019】実施例4 図4はこの発明の実施例4による構成を示すブロック図
である。図において12は慣性装置40から出力される
飛しょう速度及び飛しょう高度を入力しその飛しょう条
件からピッチ系、ヨー系、ロール系の各舵角指令のリミ
ット値を計算する舵角リミット計算部である。上記実施
例3ではピッチ系、ヨー系、ロール系の各舵角指令から
舵角指令リミッタのリミット値を計算しているが、本実
施例では舵角リミット計算部12において飛しょう速度
及び飛しょう高度をもとにリミット値を計算する。一般
にピッチ系やヨー系では、飛しょう高度が低く速度が速
い場合すなわち動圧が高い場合は小さな舵角で大きな力
を発生できるため舵角指令が小さくて良い。一方ロール
系では、主にロール系の姿勢が変化しないように制御し
ているが、動圧が高いと外乱としてのロールモーメント
が大きく働き、それを抑えるために大きなロール舵角指
令が必要となる。したがって舵角リミット計算部12で
は、飛しょう速度や飛しょう高度をもとに動圧に応じて
予め設定した適切なロール舵角指令リミットを求め、ピ
ッチ系、ヨー系の舵角指令リミットを“数5”のように
計算することができる。
【0020】
【数5】
【0021】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果がある。
【0022】この発明の実施例1によれば、大きなロー
ル舵角が必要な場合でも、予め設定されたリミット値に
制限されることなくロール舵角を確保でき、しかも限ら
れた操舵翼舵角を有効に使うことによってピッチ系、ヨ
ー系の舵角も操舵翼舵角指令のリミット値の範囲内で確
保できるため、外乱によるロールの回転を止められずに
制御不能に陥ることなく、飛しょう体を適切に制御して
所望の運動をさせることができる。
【0023】また実施例2によれば、ロール舵角指令に
も舵角指令リミッタを設けそのリミッタの出力を用いて
ピッチ系、ヨー系の舵角指令リミットを計算することに
よって、一時的に非常に大きなロール舵角指令を必要と
する場合でも十分なピッチ系、ヨー系の舵角指令を確保
しながら同様の効果が得られる。
【0024】さらに実施例3によれば、ピッチ系、ヨー
系、ロール系の各舵角指令の大きさに比例してピッチ
系、ヨー系、ロール系の各舵角指令リミッタのリミット
値を配分できるため、いろいろな制御状況に対してより
適切に飛しょう体の運動を制御することができる。
【0025】また実施例4によれば、飛しょう高度及び
飛しょう速度等の飛しょう条件に応じてピッチ系、ヨー
系、ロール系の各舵角指令リミッタのリミット値を配分
することによって、ほぼ同様の効果が得られる。
【0026】ところで、上記実施例では操舵翼を動かす
ことによって飛しょう体の運動を制御する場合について
述べたが、ロケットモータノズルの角度を変えるなど推
進装置の推力を偏向させて制御する飛しょう体にも適用
できる。このような場合は、比較的可動範囲が小さいた
め本発明の自動操縦装置がさらに効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1の機能構成および信号の流
れを示すブロック図である。
【図2】この発明の実施例2の機能構成および信号の流
れを示すブロック図である。
【図3】この発明の実施例3の機能構成および信号の流
れを示すブロック図である。
【図4】この発明の実施例4の機能構成および信号の流
れを示すブロック図である。
【図5】自動操縦装置を搭載した飛しょう体の簡略化さ
れた構成および制御のための信号の流れを示すブロック
図である。
【図6】従来の自動操縦装置の機能構成および信号の流
れを示すブロック図である。
【符号の説明】
1 舵角指令計算部 2 操舵翼舵角指令計算部 3 ピッチ系舵角指令リミッタ 4 ヨー系舵角指令リミッタ 5 ロール系舵角指令リミッタ 6 操舵翼舵角指令リミッタ 7 舵角リミット計算部 8 ピッチ系舵角指令リミッタ(リミット値可変) 9 ヨー系舵角指令リミッタ(リミット値可変) 10 ロール系舵角指令リミッタ(リミット値可変) 11 舵角リミット計算部 12 舵角リミット計算部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 飛しょう体の飛しょう経路を制御するた
    めに複数の操舵翼に舵角指令信号を出力する操縦装置に
    おいて、機体を制御するために与えられた信号から機体
    軸基準であるピッチ系、ヨー系、ロール系の各舵角指令
    を計算する機能と、それらの舵角指令から各操舵翼への
    舵角指令を計算する機能と、ピッチ系、ヨー系の舵角指
    令を制限するリミッタと、ロール系の舵角指令に応じて
    そのリミッタのリミット値を変更する機能を持つことを
    特徴とした自動操縦装置。
  2. 【請求項2】 ピッチ系、ヨー系の舵角指令を制限する
    リミッタに加えてロール系の舵角指令を制限するリミッ
    タと、リミッタ通過後のロール系の舵角指令に応じてピ
    ッチ系、ヨー系の舵角指令リミッタのリミット値を変更
    する機能を持つことを特徴とした請求項第1項に記載の
    自動操縦装置。
  3. 【請求項3】 飛しょう体の飛しょう経路を制御するた
    めに複数の操舵翼に舵角指令信号を出力する操縦装置に
    おいて、機体を制御するために与えられた信号から機体
    軸基準であるピッチ系、ヨー系、ロール系の各舵角指令
    を計算する機能と、それらの舵角指令から各操舵翼への
    舵角指令を計算する機能と、ピッチ系、ヨー系、ロール
    系の舵角指令を制限するリミッタと、ピッチ系、ヨー
    系、ロール系の各舵角指令に応じてそのリミッタのリミ
    ット値を変更する機能を持つことを特徴とした自動操縦
    装置。
  4. 【請求項4】 飛しょう体の飛しょう速度及び飛しょう
    高度を得る手段と、ピッチ系、ヨー系、ロール系の各舵
    角指令の代わりに飛しょう速度及び飛しょう高度に応じ
    てピッチ系、ヨー系、ロール系の舵角指令リミッタのリ
    ミット値を変更する機能を持つことを特徴とした請求項
    第3項に記載の自動操縦装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001055198A (ja) * 1999-08-19 2001-02-27 Mitsubishi Electric Corp 自動操縦装置
CN109656257A (zh) * 2019-02-22 2019-04-19 山东交通学院 封闭园区无人驾驶车辆控制系统及方法
KR20220028753A (ko) * 2020-08-31 2022-03-08 국방과학연구소 비행체 제어날개에 대한 구동명령 생성 장치 및 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001055198A (ja) * 1999-08-19 2001-02-27 Mitsubishi Electric Corp 自動操縦装置
CN109656257A (zh) * 2019-02-22 2019-04-19 山东交通学院 封闭园区无人驾驶车辆控制系统及方法
CN109656257B (zh) * 2019-02-22 2024-01-05 山东交通学院 封闭园区无人驾驶车辆控制系统及方法
KR20220028753A (ko) * 2020-08-31 2022-03-08 국방과학연구소 비행체 제어날개에 대한 구동명령 생성 장치 및 방법

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