JPH10167197A - Attitude control for three-axes satellite by meand of wheel and unloading wheel and spin satellite attitude restoring device by using wheels - Google Patents
Attitude control for three-axes satellite by meand of wheel and unloading wheel and spin satellite attitude restoring device by using wheelsInfo
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- JPH10167197A JPH10167197A JP8329374A JP32937496A JPH10167197A JP H10167197 A JPH10167197 A JP H10167197A JP 8329374 A JP8329374 A JP 8329374A JP 32937496 A JP32937496 A JP 32937496A JP H10167197 A JPH10167197 A JP H10167197A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は二つのホイールの合
成角運動量ベクトルによる3軸衛星の姿勢制御及び合成
角運動量によるリアクションホイールのアンローディン
グ並びにスピン衛星の姿勢復元装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an attitude control of a three-axis satellite based on a combined angular momentum vector of two wheels, an unloading of a reaction wheel by a combined angular momentum, and an attitude recovery apparatus of a spin satellite.
【0002】[0002]
【従来の技術】人工衛星は宇宙を飛行中、太陽輻射圧ト
ルク、地磁気トルク、重力傾度トルク等による外乱トル
クが働き姿勢を安定に保つことが出来ない。2. Description of the Related Art An artificial satellite cannot keep its attitude stable during flight in space due to disturbance torque caused by solar radiation pressure torque, geomagnetic torque, gravitational gradient torque and the like.
【0003】3軸安定方式衛星の場合 モーメンタムホイールの角運動量、リアクションホイー
ルの回転数の増減によるアリクションを利用して姿勢制
御されている。ホイールの回転数が上限に達し制御不能
となった時、ガスジェットを噴射しホイールのアンロー
ディングが行われる。したがって搭載している噴射燃料
が無くなると姿勢制御は短期間の内に不能となる。[0003] In the case of a three-axis stabilization type satellite, attitude control is performed by using the angular momentum of the momentum wheel and the auction caused by the increase or decrease in the number of revolutions of the reaction wheel. When the rotation speed of the wheel reaches the upper limit and becomes uncontrollable, a gas jet is injected to unload the wheel. Therefore, the attitude control becomes impossible within a short period of time when the installed fuel runs out.
【0004】スピン安定方式衛星の場合 太陽輻射圧ト
ルクが主な要因となってスピン軸の歳差運動が起こり
ガスを噴射し制御される。3軸安定方式と同様に搭載し
ている噴射燃料が無くなると姿勢制御は短期間の内に不
能となる。[0004] In the case of a spin-stabilized satellite, precession of the spin axis occurs mainly due to solar radiation pressure torque.
It is controlled by injecting gas. As in the case of the three-axis stabilization system, if the installed fuel runs out, attitude control becomes impossible within a short period of time.
【0005】回転するホイールの方向を変えて姿勢制御
する場合(特公平7ー2480)回転するホイールの方
向を変えると90度の位相で角運動量ベクトルが働き、
人工衛星本体に対し同一方向の制御トルクを得ることが
出来ない。叉、他に回転するホイールを装着している
と、そのホイールにも90度の位相で角運動量ベクトル
が緩衝し制御が複雑難解であり、磁気トルカによってホ
イールの方向を戻すには、角運動量ベクトルは大きく働
き、磁気トルカのトルクは小さなトルクであり長期間を
要し実用性にかけるものである。When attitude control is performed by changing the direction of a rotating wheel (Japanese Patent Publication No. 7-2480), when the direction of a rotating wheel is changed, an angular momentum vector operates at a phase of 90 degrees.
It is not possible to obtain control torque in the same direction for the satellite body. In addition, if another rotating wheel is mounted, the angular momentum vector is also buffered at a phase of 90 degrees on the wheel, and the control is complicated and difficult. To return the direction of the wheel by the magnetic torquer, the angular momentum vector is required. Works great, and the torque of the magnetic torquer is a small torque, which takes a long time and is put to practical use.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は回転するホイ
ールの方向を変え人工衛星本体に対し同一方向で正逆の
制御トルクを得ること。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to change the direction of a rotating wheel and to obtain a control torque in the same direction with respect to a main body of a satellite.
【0007】ガスジェットの噴射を使うことなくホイー
ルのアンローディングを行なうこと[0007] Unloading a wheel without using gas jet injection
【0008】ガスジェットの噴射を使うことなくスピン
衛星の歳差運動を止め姿勢を復元させることであり、人
工衛星の機能を長期間継続させようとする目的である。An object of the present invention is to stop the precession motion of the spin satellite without using the gas jet injection and to restore the attitude, and the purpose is to continue the function of the artificial satellite for a long time.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】角運動量同一の2個のホ
イールを1対とし、合成の角運動量ベクトルの方向が同
一軸方向になるよう2個のホイールの方向を対称方向に
変え人工衛星本体に対し同一方向の正逆の制御トルクを
得る。A pair of two wheels having the same angular momentum and changing the directions of the two wheels in a symmetrical direction so that the direction of the resultant angular momentum vector is the same axis direction, is the main body of the satellite. , A forward and reverse control torque in the same direction is obtained.
【0010】慣性モーメント同一の2個のホイールとリ
アクションホイールの回転軸とを平行にしリアクション
ホイールのアンローディング時の反動を2個のホイール
によって吸収しリアクションホイールの回転を停止さ
せ、2個のホイールの回転方向を相対する方向に変え、
ホイールの回転を停止させる。The two wheels having the same moment of inertia and the rotation axis of the reaction wheel are made parallel to each other to absorb the reaction at the time of unloading of the reaction wheel by the two wheels to stop the rotation of the reaction wheel. Change the rotation direction to the opposite direction,
Stop wheel rotation.
【0011】角運動量同一の2個のホイールを1対と
し、2個のホイールを、対称方向に方向を変えることに
より角運動量の相対的増量を行ないスピン衛星の姿勢復
元をする。A pair of two wheels having the same angular momentum is used as a pair to change the directions of the two wheels in a symmetrical direction so that the angular momentum is relatively increased to restore the attitude of the spin satellite.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】発明者が唱えた《遠心力による剛
体論》を記述する。 『儲論』従来、回転する剛体の歳差運動は、角運動量と
ベクトル表示によって次式により説明されているが IωΩ=WL (I=Mr2) 但し、 M=剛体の慣性質量、W=剛体の重力、r=剛体の慣性
半径, ω=剛体の角速度、Ω=剛体の歳差運動の角速度、L=
回転軸の長さ この式によると Iω、W 一定の時、Lを大きく ある
いは 外力を加えΩを大きくすれば、IωΩ のモーメン
トは極限なく大きく働くこととなるが、現実には起こり
えない。本理論は遠心力を解析し Mr2ω2・sinθ=WL・sinα 但し、α=垂直に対する回転軸の傾斜角、θ=偏差角
(仮名、本論にて説明)なる式を導き回転する剛体運動
の特性を説明するものである。 『序論』 『直線移動時の回転の瞬間中心線』図1のように半径r
外周速度v の剛体が矢印方向に回転しながら速度V1で
直線移動する時、但し 半径r1の周速度V1の時線ABと
半径r1の円の接する点Eが回転の瞬間中心点で速度ゼロ
であり回転体の瞬間中心線(鉛直方向)である。 『歳差運動時の回転の瞬間中心線』図2のように剛体が
矢印方向に回転しながら速度V1で歳差運動する時、但
し 半径r1の周速度V1の時半径r1の円の接する点Eが
図1と同様、回転の瞬間中心点で速度ゼロであり線AE
が回転体の瞬間中心線である。 『本論』 『歳差運動時の質点の運動方向』図2の様に剛体が歳差
運動する時、各質点は剛体の回転運動方向の接線と歳差
運動方向の接線との合方向に働きその接線は回転の瞬間
中心線に対し直角である。 証明 図3の Eは回転の瞬間中心点 Gは剛体の重心 角BDC=直角 角DBC=d Aは回転軸の支点 線AGは回転軸 角CGD=b r0=GCの距離 角A'AG=直角 ABの距離=r0・cosb AB=GD AG=BD 回転軸の長さL=AGの距離 線A'B'とE'D'は平行線 線E'D'は剛体の重心を通り回転軸に直角の中心線 歳差速度をV、 回転軸回りの角速度をω 半径r0の質点の回転速度をv0 偏差角(回転軸と瞬間中心線との交差角、角EAG 仮
名)をθ 回転の瞬間中心点Eと回転中心点Gの距離をr とした
時側面図の質点CのE'D'に平行の回転運動速度は v0
・sinb 平面図の質点Cの歳差速度は V・secd 回転軸に平行の歳差速度は V・secd・sind=V・tan
d 正面図は、v0・sinb と Vtand の合成図で有るが、
角GCFをxとした時 v0・sinbtanx=Vtand ────────────── 式 v0=r0・ω ────────────── 式 V =rω ────────────── 式 より tanx=Vtand/v0・sinb ,を代入 tanx=rωtand/r0・ωsinb =rtand/r0・sinb ────────────── 式 r=Ltanθ ────────────── 式 式にを代入 tanx=Ltanθtand/r0・sinb ─────────── 式 Ltand=r0・sinb であるから (図3 参照) 式は tanx=tanθ 故に、質点の接線と回転の瞬間中心線AEとの交差角は
直角である亊が証明できる。 『歳差運動時の遠心力の方向』遠心力の方向は、回転の
中心より質点の運動方向に働くと考えられる。剛体が回
転し歳差運動をする時、質点の遠心力方向は回転の瞬間
中心線に直角に働き回転軸回りの剛体の回転方向より偏
差角度分傾いていると考える事ができる 『慣性半径及び慣性質量の定義』半径Rの均質の円板の
中心が固定軸に回転運動をしている時慣性半径rを πR2−2πr2=0BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION "Rigid body theory by centrifugal force" proposed by the inventor will be described. Conventionally, the precession of a rotating rigid body has been explained by the following equation using angular momentum and vector representation. IωΩ = WL (I = Mr 2 ) where M = inertial mass of rigid body, W = rigid body , R = radius of inertia of rigid body, ω = angular velocity of rigid body, Ω = angular velocity of precession of rigid body, L =
According to this equation, when Iω and W are constant, if L is increased or Ω is increased by applying an external force, the moment of IωΩ acts as large as possible, but it cannot occur in reality. This theory analyzes the centrifugal force and Mr 2 ω 2 · sin θ = WL · sin α where α = inclination angle of the rotation axis with respect to vertical, θ = deviation angle (pseudonym, explained in this paper) This is for explaining the characteristics. "Introduction""Momentary centerline of rotation during linear movement" Radius r as shown in Fig. 1
When rigid outer circumference velocity v is linearly moved at a speed V 1 while rotating in the arrow direction, provided that contact point E is the circle of the time line AB and the radius r 1 of the peripheral velocity V 1 radius r 1 instantaneous center point of rotation And the instantaneous center line (vertical direction) of the rotating body. "Instantaneous center line of rotation during precession" when rigid as in FIG. 2 precess at a speed V 1 while rotating in the arrow direction, provided that the radius r 1 peripheral speed V 1 when the radius r 1 The point E where the circle touches is
As in FIG. 1, the speed is zero at the instantaneous center point of the rotation and the line AE
Is the instantaneous center line of the rotating body. "Theory""Motion direction of mass during precession" As shown in Fig. 2, when a rigid body precesses, each mass acts in the direction of the tangent of the rotation direction of the rigid body and the tangent of the precession direction. Its tangent is perpendicular to the instantaneous center line of rotation. Proof In FIG. 3, E is the instantaneous center point of rotation G is the center of gravity of the rigid body BDC = right angle DBC = d A is the fulcrum of the rotation axis AG is the rotation axis Angle CGD = br 0 = Distance of GC Angle A'AG = distance perpendicular AB = r 0 · cosb AB = GD AG = BD rotation axis of length L = AG distance line A'B 'and E'D' parallel ray lines E'D 'passes the rotation center of gravity of the rigid body The center line precession speed perpendicular to the axis is V, the angular speed around the rotation axis is ω, the rotation speed of the mass point of radius r 0 is v 0, the deviation angle (intersection angle between the rotation axis and the instantaneous center line, angle EAG pseudonym) is θ When the distance between the instantaneous center point E of rotation and the center point G of rotation is r, the rotational speed of the mass point C in the side view parallel to E′D ′ is v 0.
・ Sinb The precession speed of the mass point C in the plan view is V · secd The precession speed parallel to the rotation axis is V · secd · sind = V · tan
d Front view is a composite diagram of v 0 · sinb and Vtand.
When the angle GCF is x, v 0 · sin btan x = V tan ────────────── equation v 0 = r 0 · ω ────────────── equation V = rω ────────────── assignment tanx = Vtand / v 0 · sinb , the the equation tanx = rωtand / r 0 · ωsinb = rtand / r 0 · sinb ───── ───────── Equation r = L tan θ を Substituting into the equation tanx = L tan θ tan / r 0 · sinb tan ─ since an expression Ltand = r 0 · sinb (see FIG. 3) is therefore tanx = tan .theta, intersection angles between the instantaneous center line AE and rotation mass point of the tangent can be proved is perpendicular亊. "Direction of centrifugal force during precession" The direction of centrifugal force is considered to act in the direction of motion of the mass point from the center of rotation. When the rigid body rotates and precesses, the centrifugal force direction of the mass point acts perpendicular to the instantaneous center line of rotation and can be considered to be inclined by the deviation angle from the rotational direction of the rigid body around the rotation axis. Definition of inertial mass] When the center of a homogeneous disk having a radius R is rotating around a fixed axis, the radius of inertia r is given by πR 2 -2πr 2 = 0.
【数1】 均質の円板の質点の質量をdmとし、慣性質量Mを M=Σdm ───────────(定義2) として定義する。定義1、2、より遠心力の総和 Fは F=Mrω2 (ω=角速度) 『偏差モーメントの発生』剛体が歳差運動する時、剛体
の捩じる力を偏差モーメントと仮名する。歳差運動時の
回転の瞬間中心線と回転軸との交差角(偏差角)をθと
する。回転体の遠心力方向は回転体に対してθの傾きを
持つ、各質点は遠心力方向に力が働き、回転体を遠心力
方向に傾けようとする力が働く、その力は遠心力の総和
Mrω2 に sinθ を乗じた Mrω2・sinθ でありモ
ーメントΛを生じるモーメントΛは、回転の中心からの
距離rを乗じた Λ=Mrω2・sinθ・r =Mr2ω2・sinθ このモーメントΛを偏差モーメントとする。回転の瞬間
中心線は回転軸の真上に位置する故、偏差モーメントの
方向は支点に対し反重力方向(負の方向)である。長さ
Lの回転軸に、重力Wの剛体が、垂直に対し角αの傾き
で歳差運動する時重力によってWL・sinα のモーメン
トが支点で剛体に対し重力方向(正の方向)へと働く。
このモーメントと偏差モーメントが等しいと考える。
『角運動量とベクトル表示によって導かれた式との関
係』剛体の回転中心点と回転の瞬間中心点の距離を
r0、 剛体の回転角速度をω、支点から剛体の重心迄の
距離をL、回転軸と垂直線との角度をα、慣性半径を
r、偏差角をθ とし Mr2ω2・sinθ=WL・sinα と ───────── 式 歳差速度 Vは V=r0・ω ──────── (a ) r0=Ltanθ ──────── (b ) a、b式より V=Lω・tanθ 歳差角速度Ωは Ω=Lω・tanθ/Lsinα =ω・tanθ/sinα ───────────── 式 上式より ω=Ω・sinα/tanθ ───────────── 式 より Mr2ωΩ・sinαsinθ/tanθ =Mr2ωΩ・sinαcosθ=WL・sinα 両辺を sinα で割ると Mr2ωΩ・cosθ=WL IωΩ・cosθ=WL (I=Mr2) ─────── 式 式より(Equation 1) Let dm be the mass of the mass point of the homogeneous disk, and define the inertial mass M as M = {dm} (Definition 2). Definitions 1 and 2, the sum of centrifugal forces F is F = Mrω 2 (ω = angular velocity) “Generation of deviation moment” When a rigid body precesses, the torsional force of the rigid body is pseudonymously referred to as the deviation moment. The angle of intersection (deviation angle) between the instantaneous center line of rotation during precession and the rotation axis is θ. The direction of centrifugal force of the rotating body has an inclination of θ with respect to the rotating body.Each mass point exerts a force in the direction of centrifugal force, and a force acts to tilt the rotating body in the direction of centrifugal force. total Mromega 2 moment produce and moments lambda a Mrω 2 · sinθ multiplied by sin [theta lambda, the center Λ = Mrω 2 · sinθ · r = Mr 2 ω 2 · multiplied by the distance r from the sin [theta rotational this moment lambda Is the deviation moment. Since the instantaneous center line of the rotation is located directly above the rotation axis, the direction of the deviation moment is in the antigravity direction (negative direction) with respect to the fulcrum. When a rigid body of gravity W precesses at a tilt angle of α with respect to the vertical axis on the rotation axis of length L, the moment of WL · sinα acts on the rigid body in the direction of gravity (positive direction) at the fulcrum due to gravity. .
It is considered that this moment is equal to the deviation moment.
"Relationship between angular momentum and equation derived by vector representation" The distance between the center point of rotation of the rigid body and the instantaneous center point of rotation is r 0 , the angular velocity of the rigid body is ω, the distance from the fulcrum to the center of gravity of the rigid body is L, The angle between the rotation axis and the vertical line is α, the radius of inertia is r, and the deviation angle is θ. Mr 2 ω 2 · sin θ = WL · sin α and the precession velocity V is V = r 0 · ω ──────── (a) r 0 = Ltan θ ──────── (b) From equations a and b, V = Lω · tanθ The precession angular velocity Ω is Ω = Lω · tanθ / Lsinα = ω · tanθ / sinα ───────────── formula From the above formula, ω = Ω · sinα / tanθ───────────── From the formula, Mr 2 ωΩ · sinαsinθ / tanθ = Mr 2 ωΩ · sinαcosθ = WL · sinα both sides of the divided by sinα Mr 2 ωΩ · cosθ = WL IωΩ · cosθ = WL (I = Mr 2) ─────── the equation equation
【数2】 に於て、Ωの角速度は、ωの角速度に比して非常に小さ
く角θは、微小角でありΩの角速度を無視してcosθを
1と見なすことと、角運動量とベクトル表示によって導
く計算式に於て、Ω回りの角運動量は、ω回りの角運動量
に比して非常に小さくΩ回りの角運動量を無視して導か
れたもので有ることを加味すれば従来の式と一致する。
しかし、各質点は回転の瞬間中心線に対し直角に運動し
ている故、Iωの角運動量は回転の瞬間中心線回りの角
運動量と考えることが出来る。偏差角をθとした時、角
運動量とベクトル表示によって導く回転軸回りの角運動
量はIω に cosθ を乗じる べきであり、乗じると
式と一致する。 式の Mr2ω2・sinθ=WL・sinα を歳差運動時の遠心力による計算式と考えることが出来
る。 『偏差モーメントの極限』式より(Equation 2) In, the angular velocity of Ω is very small compared to the angular velocity of ω, and the angle θ is a very small angle, ignoring the angular velocity of Ω, and considering cos θ as 1. In the formula, the angular momentum around Ω is very small compared to the angular momentum around ω, and is consistent with the conventional formula, taking into account that it is derived by ignoring the angular momentum around Ω. .
However, since each mass point moves at right angles to the instantaneous center line of rotation, the angular momentum of Iω can be considered as the angular momentum about the instantaneous center line of rotation. Assuming that the deviation angle is θ, the angular momentum and the angular momentum about the rotation axis derived by the vector display should be multiplied by Iω by cosθ, and when multiplied, it is in agreement with the equation. It can be considered that Mr 2 ω 2 · sin θ = WL · sin α in the formula is a calculation formula based on centrifugal force during precession. From the "limit of deviation moment" formula
【数3】 (Equation 3)
【数4】 『偏差モーメントとベクトル』図4 のy軸を垂直線、
x軸を水平線、Gは剛対の重心、Wは重さ、線AGを回
転軸、AG間の距離をL、y軸とx軸の交点Aを歳差運
動時の支点、y軸と回転軸AGとの角度をα、 Mr2ω2・sinθ=WL・sinα とした時(Equation 4) "Deviation moment and vector" The y-axis in FIG.
The x-axis is a horizontal line, G is the center of gravity of the rigid pair, W is the weight, the line AG is the rotation axis, the distance between AGs is L, the intersection A of the y-axis and the x-axis is the fulcrum during precession, the y-axis and rotation When the angle with the axis AG is α, Mr 2 ω 2 · sin θ = WL · sin α
【数5】 (Equation 5)
【数6】 ベクトルAB,ベクトルAC の合力の ベクトルAD
は、(Equation 6) Vector AD of resultant force of vector AB and vector AC
Is
【数7】 ベクトルABの反力はベクトルGS、ベクトルACの反
力はベクトルGTベクトルGS、ベクトルGT の合力
は ベクトルGU(Equation 7) The reaction force of vector AB is vector GS, the reaction force of vector AC is vector GT, vector GS, and the resultant force of vector GT is vector GU.
【数8】 『結論』回転する剛体の方向を変えると、回転の瞬間中
心線と剛体の回転中心線とが交差するようになり、この
交差角(偏差角)により偏差モーメントを生じる。遠心
力は回転の瞬間中心線に直角方向に働く故、偏差モーメ
ントは力を駆けた方向より90度の位相を生じる。回転
する剛体が支点をかえして歳差運動を続けるのは、剛体
等の重力によって静力学的に方向を変えようとする力が
働き、90度の位相によって歳差運動が起こり、歳差運
動によって、偏差モーメントが働き負の方向の偏差モー
メントと重力によって支点に働く正の方向のモーメント
との釣り合いがとれ、歳差運動を続けていると考える。
偏差モーメントは偏差角を小さくする様に働く故、回転
する剛体を重心で支えた時方向を変えようとしないのは
偏差モーメントの働きと考える。回転する剛体運動の特
性は、偏差モーメントによるものと考えられる。 『余論』回転するコマが初期の段階で、頂点を上方に円
錐状の旋回運動をする時、垂直方向へと立ち上がるの
は、接地面の丸みを帯た回転軸との摩擦により旋回の角
速度を速めコマの重力による正の方向のモーメントより
負の方向の偏差モーメントが大きくなって、垂直方向
へと立ち上がるものである。右に回転する剛体の回転軸
の端を支えながら右旋回させると、回転の瞬間中心線は
内側方向に出来、旋回による遠心力により起きる外側に
働くモーメントと内側に働く編差モーメントが釣り合い
が取れ、安定した旋回が出来るが、左回転しながら右旋
回させると外側に編差モーメントが働き安定した旋回が
出来ない。氷上のフィギヤースケートに於て、右旋回中
に左回転しながらジャンプをし、着地が困難なのは着地
の瞬間、偏差モーメントが外側方向に働く所以である。 『参考文献』好学社 発行 応用力学『動力学編』S.ティモシェンコ/D.H.ヤ
ング 著 ■渡辺 茂・三浦宏文 訳以上であるがこの理
論により偏差モーメント(以後、角運動量ベクトルと云
う)は回転の瞬間中心線の直角方向に働くことが決定付
けられる。(Equation 8) [Conclusion] When the direction of the rotating rigid body is changed, the instantaneous center line of rotation intersects with the rotational center line of the rigid body, and the intersection angle (deviation angle) generates a deviation moment. Since the centrifugal force acts in a direction perpendicular to the instantaneous center line of rotation, the deviation moment produces a phase of 90 degrees from the direction in which the force was run. The reason that the rotating rigid body changes its fulcrum and continues precession is that the force of statically changing the direction is exerted by the gravity of the rigid body etc., the precession occurs by 90 degrees phase, and the precession It is assumed that the deviation moment acts in the negative direction and the moment in the positive direction acting on the fulcrum by gravity is balanced, and precession continues.
Since the deviation moment works to reduce the deviation angle, it is considered that the function of the deviation moment is not to change the direction when the rotating rigid body is supported by the center of gravity. The characteristic of the rotating rigid body motion is considered to be due to the deviation moment. "After all" In the early stage, when the rotating top makes a conical turning motion at the top of the vertex, it rises in the vertical direction because of the friction with the rounded rotating shaft of the ground contact surface The deviation moment in the negative direction is larger than the moment in the negative direction due to the gravity of the top, and the vertical rises. When turning right while supporting the end of the rotating shaft of the rigid body that rotates to the right, the instantaneous center line of rotation is made inward, and the outer working moment caused by the centrifugal force due to turning and the inner knitting difference moment balance inward. Stable turning is possible, but when turning to the right while turning left, the knitting moment acts on the outside and stable turning is not possible. In figure skating on ice, jumping while turning to the left while turning to the right makes landing difficult because the moment of deviation acts outward in the moment of landing. “References” published by Kogakusha Applied Mechanics “Dynamics” S. Tymoshenko / D. H. Written by Young ■ Shigeru Watanabe and Hirofumi Miura As described above, this theory determines that the moment of deviation (hereinafter referred to as angular momentum vector) acts in a direction perpendicular to the instantaneous center line of rotation.
【0013】人工衛星本体に対し同一軸方向の正逆の制
御トルクを得る作用として鉛直方向にz軸を設け、Y軸
対称に2個のホイールの回転軸をY軸に直角に、X軸方
向に設け、回転軸とX軸の交差角をα、とし(この時
α=0度)共に+Y +Z −Y −Z 方向にホイールを
回転させ、角運動量を同一にし +X側のホイールは+X +Z −X −Z −X側のホイールは−X +Z +X −Z 回りに同じ角
速度でαを0〜90〜180〜270〜360度回りに
方向を変えホイール1組の方向が変わる時の角運動量ベ
クトルを M とした時、角運動量ベクトルは力をかけた
方向より90度の位相で働く故X軸回りに 2M・sinα
の合成の角運動量ベクトルを得る。αを360〜27
0〜180〜90〜0度回りに方向を変えると−2M・
sinα の角運動量ベクトルがX軸回りに働く。Z軸回り
の角運動量ベクトルは互いに逆方向に働き打ち消し合い
Y軸回りのベクトルは互いに逆の方向にホイールの方向
を変えるのであるから打ち消し合う。この作用を応用し
て人工衛星本体に対し正負の方向の制御トルクを得る。
発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説
明する。図6の(a)に於てジンバル回転軸4a,4b
の方向はy軸に平行に,ホイールの回転軸2a,2bの
方向はZ軸に平行に、ホイール1aは+x −y方向
に、ホイール1bは −x −y方向に、同一の所定の角
運動量で回転している。ジンバル用クラッチ5a、5b
を閉じ、ジンバル駆動モーター6aとジンバル軸4a,
ジンバル駆動モーター6bとジンバル軸4bを連動す
る。ジンバル駆動モーター6aにより−x +z方向
に、ジンバル駆動モーター6bにより+x +z方向に
同じ角速度でホイールの方向を変える時、回転軸がx軸
に平行になる迄x軸回りに+z −y方向のトルクを得
る。図6の(a) から 図6の(b)へ、ここまでの
ジンバル駆動モーターによる操作を 操作1、とする。
回転軸がz軸に平行でない時、ホイールの方向を元に戻
すにはジンバル用クラッチ5a、5bを開放し ブラケ
ット8aとジンバル7a,ブラケット8bとジンバル7
bを軸支する、ブラケット駆動モーター10aは+x
−y方向に、ブラケット駆動モーター10bは−x −
y方向に同じ角速度でブラケット8a,8bを支持軸回
りに回転させる事によりホイールの方向を変え回転軸を
z軸に平行にさせる。図6の(b) から 図6の(c)
へ、操作1から ここまでのブラケット駆動モーターに
よる操作を 操作2、とする。操作2によってホイール
の方向を変えるとき、前述の剛体論『偏差モーメントの
発生』より、角運動量ベクトルは回転の瞬間中心線の直
角方向に働く故、ホイールの方向はジンバル軸回りに、
ホイールの回転方向はブラケットの回転方向になる。図
7の(a)は本発明のホイールの片方の1組の正面図で
あり、図7の(b)は平面図である。図7に於て、ホイ
ール回転軸2aの方向とx軸のz軸回りの面に対する交
差角を αz、ジンバル回転軸4aの方向とx軸の交差角
を αy、操作2のブラケット駆動モーター10aよるト
ルクを Tm、とした時ホイール回転軸2a方向に Tm・
cosαz のトルクが働く、このトルクによってホイール
1aの方向が変わり、角運動量ベクトルが90度の位相
でジンバル軸4a方向に同力で働き、x軸回りに Tm・
cosαz・sinαy の1組のトルクが働く。操作1による
ジンバル駆動モーター6aによる1組のトルクを Tm、
とした時x軸回りの+z −y方向に2個の合成トルク
2・Tm・sinαyが働き、操作2によるx軸回りの+z
+y方向の2個の合成トルク2・Tm・cosαz・sinαy
より大きく働くことによりx軸回りの制御を行なうブラ
ケット駆動モーター10a,10bによりブラケット8
a,8bを初期、図6の(a)の状態にしジンバル用ク
ラッチ5a、5bを閉じ次の制御に備える。なお、初期
の状態の時 ジンバル駆動モーター6a、6bの回転方
向を逆にすればx軸回りのトルクが逆方向に働く。叉、
ジンバル軸4a,4bをx軸に平行にさせ、ジンバル駆
動モータ6a,6bを対称方向に回動させればy軸回り
のトルクを得ることが出来、コントロールド・バイアス
モーメンタム方式の3軸姿勢制御衛星には特に敵するA z-axis is provided in the vertical direction as an operation for obtaining a control torque in the same axis direction with respect to the main body of the artificial satellite, and the rotation axes of the two wheels are symmetrical with respect to the Y axis at right angles to the Y axis and in the X axis direction. And the intersection angle between the rotation axis and the X axis is α,
(α = 0 degrees) Both rotate the wheel in the + Y + Z -Y -Z direction and make the angular momentum the same. + X side wheel is + X + Z -X -Z -X side wheel is the same around -X + Z + X -Z When the angle α is changed from 0 to 90 to 180 to 270 to 360 degrees at angular velocity and the angular momentum vector when the direction of one set of wheels changes is M, the angular momentum vector is 90 degrees from the direction in which the force is applied. 2M · sinα around the late X axis working in phase
To obtain the composite angular momentum vector of. α is 360 to 27
When the direction is changed from 0 to 180 to 90 to 0 degrees, -2M
The angular momentum vector of sinα acts around the X axis. The angular momentum vectors around the Z axis work in opposite directions to cancel each other, and the vectors around the Y axis cancel each other because they change the direction of the wheel in opposite directions. Applying this effect, a control torque in the positive and negative directions is obtained for the artificial satellite body.
Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings. In FIG. 6A, the gimbal rotation shafts 4a, 4b
Is parallel to the y-axis, the directions of the rotation axes 2a and 2b of the wheels are parallel to the Z-axis, the wheel 1a is in the + x-y direction, the wheel 1b is in the -x-y direction, and the same predetermined angular momentum. Spinning at. Gimbal clutch 5a, 5b
And the gimbal drive motor 6a and the gimbal shaft 4a,
The gimbal drive motor 6b and the gimbal shaft 4b are linked. When changing the direction of the wheel at the same angular velocity in the -x + z direction by the gimbal drive motor 6a and in the + x + z direction by the gimbal drive motor 6b, the torque in the + z -y direction around the x axis until the rotation axis becomes parallel to the x axis. Get. From (a) of FIG. 6 to (b) of FIG.
The operation by the gimbal drive motor is referred to as operation 1.
When the rotation axis is not parallel to the z-axis, the gimbal clutches 5a and 5b are released and the bracket 8a and the gimbal 7a, and the bracket 8b and the gimbal 7
The bracket drive motor 10a that supports b is + x
In the −y direction, the bracket driving motor 10b is −x −
By rotating the brackets 8a and 8b around the support axis at the same angular velocity in the y direction, the direction of the wheel is changed and the rotation axis is made parallel to the z axis. 6 (b) to FIG. 6 (c)
The operation from the operation 1 to the bracket drive motor up to this point is referred to as operation 2. When the direction of the wheel is changed by the operation 2, the angular momentum vector acts in the direction perpendicular to the instantaneous center line of rotation from the rigid body theory "generation of deviation moment", so the direction of the wheel is around the gimbal axis,
The rotation direction of the wheel is the rotation direction of the bracket. FIG. 7A is a front view of one set of the wheel of the present invention, and FIG. 7B is a plan view. 7, the angle of intersection of the direction of the wheel rotation axis 2a and the x axis with respect to a plane around the z axis is α z , the angle of intersection of the direction of the gimbal rotation axis 4a and the x axis is α y , and the bracket drive motor of operation 2 the 10a by torque T m, with T m · a wheel rotation shaft 2a direction when
The torque of cosα z is applied. The direction of the wheel 1a is changed by this torque, and the angular momentum vector acts with the same force in the direction of the gimbal axis 4a in a phase of 90 degrees, and T m ·
A set of torques of cosα z · sin α y works. The set of torques by the gimbal drive motor 6a in operation 1 is represented by T m ,
And two combined torques in the + z-y direction around the x-axis
2 · T m · sinα y works, + z around x axis by operation 2
Two combined torques in the + y direction 2 · T m · cosα z · sin α y
The bracket 8 is controlled by the bracket drive motors 10a and 10b which perform control around the x-axis by acting more.
Initially, a and 8b are set to the state shown in FIG. 6A, and the gimbal clutches 5a and 5b are closed to prepare for the next control. In the initial state, if the rotation directions of the gimbal drive motors 6a and 6b are reversed, the torque around the x axis acts in the opposite direction. Or,
If the gimbal shafts 4a and 4b are made parallel to the x-axis and the gimbal drive motors 6a and 6b are rotated in a symmetrical direction, a torque around the y-axis can be obtained. Especially enemy to satellites
【0014】図8の(a)に於て14は回転軸方向がx
軸方向のアンローディングをするホイールである(以
後、ホイール14と云う)。慣性モーメントが等しいホ
イール1a、1bの回転が停止した状態でジンバル用ク
ラッチ5a、5bを閉じた状態にしておき、ホイール回
転軸2a,2bの方向はx軸に平行に、ジンバル軸4
a,4bの方向はy軸に平行にしておく。ホイール14
の回転数を下げる事により反動トルクが起きる。この反
動トルクをホイール1a又は1b (若しくは同時)に
回転をホイール14の回転方向に上げてゆきホイール1
4の回転が停止する迄、反動トルクを吸収させる。次に
反動トルクを起こさぬようにホイール1a、1bを公知
の技術によりホイール駆動モーター3a、3b によっ
て回転数の大きい方を下げ、回転数の小さい方を上げ回
転数を同一にし、ジンバル駆動モーター6a,6b、に
より互いに逆方向に同じ角速度でホイールの方向を変え
ホイール回転軸2a、2bをz軸に平行にさせ(この
時、トルクがx軸回りに働くこれをホイール14によっ
て制御する)。なお、ジンバル用クラッチ5a、5bを
開放しブラケット8aとジンバル7a,ブラケット8b
とジンバル7bを軸支し、ブラケット駆動モーター10
a、10bにより互いに逆方向に同じ角速度でホイール
の方向を変えホイール回転軸2a、2bをz軸に平行に
させれば、x軸回りに働くトルクは小さくなる(図8の
(a)から図8の(b)に)。次に、回転数の減数が同
一に成るようにホイール1a,1bの回転数を下げ停止
させジンバル駆動モーター6a,6b、により初期の状
態、図8の(a)に戻し次のアンローディングに備え
る。In FIG. 8A, reference numeral 14 designates x
This is a wheel for unloading in the axial direction (hereinafter referred to as wheel 14). The gimbal clutches 5a and 5b are closed in a state where the rotation of the wheels 1a and 1b having the same moment of inertia is stopped, and the directions of the wheel rotation shafts 2a and 2b are parallel to the x-axis and the gimbal shaft 4
The directions of a and 4b are parallel to the y-axis. Wheel 14
The reaction torque is generated by lowering the rotation speed of the motor. The reaction torque is increased by the wheel 1a or 1b (or simultaneously) in the rotation direction of the wheel 14, and the wheel 1a or 1b is rotated.
The reaction torque is absorbed until the rotation of 4 stops. Next, the wheel 1a, 1b is lowered by the wheel drive motors 3a, 3b by a known technique so as not to cause a reaction torque, and the lower speed is increased by the wheel drive motors 3a, 3b, and the same speed is achieved. , 6b, the directions of the wheels are changed in the opposite directions at the same angular velocity to make the wheel rotation axes 2a, 2b parallel to the z-axis (at this time, the torque acting around the x-axis is controlled by the wheel 14). The gimbal clutches 5a and 5b are released to release the bracket 8a, the gimbal 7a and the bracket 8b.
And the gimbal 7b, and the bracket drive motor 10
If the directions of the wheels are changed in the opposite directions at the same angular velocity by a and 10b to make the wheel rotation shafts 2a and 2b parallel to the z-axis, the torque acting around the x-axis becomes small (from FIG. 8A). 8 (b)). Next, the rotation speeds of the wheels 1a and 1b are lowered and stopped so that the reductions in the rotation speeds become the same, and the gimbal drive motors 6a and 6b return to the initial state, and return to FIG. 8A to prepare for the next unloading. .
【0015】スピン衛星が歳差運動する時、外乱トルク
をTD、スピン軸回りの慣性モーメントをIS、スピンの
角速度をωS、前述の剛体論での偏差角をθs、とした時 IS・ωS 2・sinθs=TD の関係で運動をしている。
角運動量ベクトルは回転の瞬間中心線の直角方向に働く
故上式の角運動量ベクトル IS・ωS 2・sinθ が外乱ト
ルクTD より大きく働いている時、歳差運動はおさまっ
てゆく。ホイールの回転軸回りの慣性モーメントを
IH、ホイールの角速度をωH、ホイール回転軸方向と仮
定X軸の交差角をα とした時、X軸回りの角運動量は
IH・ωH・cosα である。仮定X軸をスピン軸にし、
衛星のスピンの角運動量IS・ωSとホイール2個の合成
角運動量2・IH・ωH・cosα を合算しスピン軸回りの
角運動量を増量しつつスピン衛星の姿勢復元を行なう。
図9の(a)に於て、15はスピン衛星のスピン部、1
6はプラットホーム、17はスピン軸、スピン部15が
+x −y方向にスピンし、z軸回りに歳差運動をして
いる時ジンバル用クラッチ5a、5bを閉じた状態にし
ておき、ホイール回転軸2a、2bの方向、並びにジン
バル回転軸4a,4bの方向が平行でスピン軸17に直
角にし、ホイール1a、1bは互いに逆回転方向に角運
動量の増量が同一に成るように所定の回転数にする。ジ
ンバル駆動モーター6a、6bによりホイール1a、1
bの回転方向がスピン部15の回転方向に成るように方
向を所定の角速度で変える。この方向を変える時のホイ
ール1a,1bの角運動量ベクトルはスピン部15のス
ピンの逆方向に働き、ホームプレート16はスピンの逆
方向に回転を始めるスピン回りの角運動量を、正の角運
動量とすれば、ホームプレート16の角運動量は、負の
角運動量であるが、前述の剛体論『偏差モーメントの極
限』よりホイール1a,1bの方向を変える角速度が角
運動量ベクトルの釣り合う角速度を越えない限り 負の
角運動量は 正の合成角運動量より大きくなることはな
い。ホームプレート16の方向を変えない為、公知の技
術によりスピン部15の回転を遅くする。この操作中
スピン軸17回りの相対角運動量は、ホイール1a,1
bの合成角運動量の増加によって大きくなり、歳差運動
による角運動量ベクトルは、外乱トルクより大きく、そ
の方向は衛星本体の重心を支点にしてz軸方向へ働くの
であるから、スピン軸17はz軸方向へと偏り、歳差運
動は治まってゆきスピン衛星の姿勢復元が達成される。
(図9の(b)) ニューテーション運動の姿勢復元にも有効である。歳差
運動の治まったところでジンバル駆動モーター6a、6
bにより初期のホイール1a,1bの回転方向に同じ角
速度でホイール1a,1bの方向を変えホイール回転軸
2a、2bが平行でスピン軸17に直角にする。この方
向を戻す時、角運動量ベクトルはスピン部15のスピン
の回転方向に働く、ホームプレート16の方向を変えな
いことと、元のスピン数に戻す為、公知の技術によりス
ピン部15の回転を速め 次の姿勢制御に備える。な
お、クラッチ5a、5bを開放し、ブラケット駆動モー
ター10a、10bにより初期の状態に戻せばスピン回
りのトルクは小さくなる。When the spin satellite precesses, the disturbance torque is T D , the moment of inertia around the spin axis is I S , the angular velocity of the spin is ω S , and the deviation angle in the rigid body theory is θs. She is exercising in the relationship of S · ω S 2 · sin θs = T D.
Since the angular momentum vector acts in a direction perpendicular to the instantaneous center line of rotation, when the above angular momentum vector I S · ω S 2 · sin θ acts more than the disturbance torque T D , the precession stops. When the moment of inertia about the rotation axis of the wheel is I H , the angular velocity of the wheel is ω H , and the intersection angle between the direction of the wheel rotation axis and the assumed X axis is α, the angular momentum about the X axis is
I H · ω H · cos α. Assuming the X axis as the spin axis,
The attitude recovery of the spin satellite is performed by adding the angular momentum I S · ω S of the spin of the satellite and the combined angular momentum 2 · I H · ω H · cos α of the two wheels to increase the angular momentum about the spin axis.
In FIG. 9A, reference numeral 15 denotes a spin portion of a spin satellite, 1
Reference numeral 6 denotes a platform, 17 denotes a spin axis, and when the spin unit 15 spins in the + x-y direction and performs precession about the z-axis, the gimbal clutches 5a and 5b are closed, and the wheel rotation axis is set. The directions of 2a and 2b and the directions of the gimbal rotation axes 4a and 4b are parallel and perpendicular to the spin axis 17, and the wheels 1a and 1b are rotated at predetermined rotation speeds so that the increase in angular momentum is the same in the opposite rotation directions. I do. The wheels 1a, 1 are driven by the gimbal drive motors 6a, 6b.
The direction is changed at a predetermined angular velocity so that the rotation direction of b becomes the rotation direction of the spin unit 15. When the direction is changed, the angular momentum vectors of the wheels 1a and 1b act in the opposite direction of the spin of the spin unit 15, and the home plate 16 defines the angular momentum around the spin that starts to rotate in the opposite direction of the spin as a positive angular momentum. Then, the angular momentum of the home plate 16 is a negative angular momentum. However, as long as the angular velocity that changes the direction of the wheels 1a and 1b does not exceed the angular velocity at which the angular momentum vectors are balanced, from the rigid body theory “limit of deviation moment” described above. Negative angular momentum cannot be larger than positive combined angular momentum. In order not to change the direction of the home plate 16, the rotation of the spin unit 15 is slowed down by a known technique. During this operation
The relative angular momentum about the spin axis 17 is the wheel 1a, 1
b, the angular momentum vector due to precession is larger than the disturbance torque, and its direction acts in the z-axis direction with the center of gravity of the satellite body as a fulcrum. As a result, the precession subsides, and the attitude recovery of the spin satellite is achieved.
((B) of FIG. 9) It is also effective in restoring the posture of the nutation movement. Gimbal drive motors 6a, 6 when precession has subsided
b, the directions of the wheels 1a, 1b are changed at the same angular velocity in the initial rotation direction of the wheels 1a, 1b so that the wheel rotation axes 2a, 2b are parallel and perpendicular to the spin axis 17. When returning this direction, the angular momentum vector acts in the direction of spin rotation of the spin unit 15. In order not to change the direction of the home plate 16 and to return to the original number of spins, the rotation of the spin unit 15 is reduced by a known technique. Be prepared for the next attitude control. If the clutches 5a and 5b are released and the brackets are returned to the initial state by the bracket driving motors 10a and 10b, the torque around the spin decreases.
【0016】スピン衛星の歳差運動の姿勢復元として前
記の初期の状態、図9の(a)の時ホイール回転軸2
a、2bの方向がz軸方向になった時、ホイール1a、
1b、の回転数を増減し、衛星の重心を支点に歳差運動
方向にトルクを与えると、角運動量ベクトルは90度の
位相により、スピン軸はz軸方向へ偏りスピン衛星の姿
勢復元が達成される。As shown in FIG. 9A, the wheel rotation axis 2 is restored as the initial state for restoring the attitude of the precession motion of the spin satellite.
When the directions of a, 2b become the z-axis direction, the wheels 1a,
When the rotational speed of 1b is increased or decreased and torque is applied in the direction of precession about the center of gravity of the satellite as a fulcrum, the angular momentum vector has a phase of 90 degrees, the spin axis is shifted in the z-axis direction, and the attitude recovery of the spin satellite is achieved. Is done.
【0017】[0017]
(共通の効果:前記全実施例) 1:電力による作動であり、太陽電池により電力を供給
する事が出来る。 2:ホイールを高速回転させる事により、質量を小さく
する事が出来る。 3:作動を速くする事により、姿勢制御の時間を短くす
る事が出来る。 4:ガス噴射の必要がない故、衛星の機能を長期間にす
る事が出来る。 5:姿勢制御用燃料の搭載が必要ない故、衛星の質量が
小さくなる。 6:ガス噴射の制御と違い、軌道の変更、振動が起きな
い。(Common effects: All the above-mentioned embodiments) 1: Operation by electric power, and electric power can be supplied by a solar cell. 2: The mass can be reduced by rotating the wheel at high speed. 3: By making the operation faster, the time of the posture control can be shortened. 4: Since there is no need for gas injection, the function of the satellite can be extended. 5: Since it is not necessary to mount fuel for attitude control, the mass of the satellite is reduced. 6: Unlike the control of the gas injection, the change of the trajectory and the vibration do not occur.
【0018】角運動量ベクトルによる姿勢制御装置の効
果 1:回転軸平行で固定している時、全方向に方向を変え
ても角運動量ベクトルは打ち消し合い別の軸回りの姿勢
制御の時 緩衝がなく姿勢制御が容易に成る。Effect of attitude control device using angular momentum vector 1: When fixed in parallel with the rotation axis, angular momentum vectors cancel each other even if the direction is changed in all directions. Attitude control becomes easy.
【0019】歳差運動時の姿勢復元装置の効果 1:プラットホームの方向を変える事なく姿勢復元が出
来る。 2:ホイールの回転数の増減による反動トルクを利用す
る事によりスピン部の回転数を変える事が出来る。Effect of posture restoring device at the time of precession exercise 1: The posture can be restored without changing the direction of the platform. 2: The rotation speed of the spin part can be changed by using the reaction torque due to the increase / decrease of the rotation speed of the wheel.
【図1】剛体の直線移動時図FIG. 1 is a diagram of a rigid body moving linearly.
【図2】剛体の歳差運動時図Fig. 2 Precession of a rigid body
【図3】剛体の歳差運動時図の説明図FIG. 3 is an explanatory view of a diagram during a precession motion of a rigid body.
【図4】偏差モーメントのベクトル図FIG. 4 is a vector diagram of a deviation moment.
【図5】本発明の斜視図FIG. 5 is a perspective view of the present invention.
【図6】角運動量ベクトルによる制御トルクの説明図FIG. 6 is an explanatory diagram of a control torque based on an angular momentum vector.
【図7】ホイールの傾度表示図FIG. 7 is a diagram showing the inclination of a wheel.
【図8】ホイールのアンローディングの説明図FIG. 8 is an explanatory view of unloading of a wheel.
【図9】スピン衛星の姿勢復元の説明図FIG. 9 is an explanatory diagram of attitude recovery of a spin satellite.
1a,1bはホイール、 2a,2bはホ
イール回転軸、3a,3bはホイール駆動モーター、
4a,4bはジンバル軸、5a,5bはジンバル用クラ
ッチ、 6a,6bはジンバル駆動モーター 7a,7bはジンバル、 8a,8bはブ
ラケット、9a,9bはブラケット軸、 10
a,10bはブラケット駆動モーター 11a,11bはジンバル軸受、 12a,12bは
ホイール回転軸受、13は衛星本体、
14はアンローディングするホイール 15はスピン衛星のスピン部 16はスピン衛星
のプラットホーム 17はスピン軸 Aはホイール回転軸の方向 Bはジンバル回
転軸の方向 Cはスピン軸の方向 Dは歳差運動方
向 x,y,zは座標軸 αyはジンバル回転軸の方向とx軸の交差角 αzはホイールの回転軸の方向とx軸のz軸回りの面に
対する交差角1a and 1b are wheels, 2a and 2b are wheel rotation axes, 3a and 3b are wheel drive motors,
4a and 4b are gimbal shafts, 5a and 5b are gimbal clutches, 6a and 6b are gimbal drive motors 7a and 7b are gimbal, 8a and 8b are brackets, 9a and 9b are bracket shafts, and 10
a and 10b are bracket drive motors 11a and 11b are gimbal bearings, 12a and 12b are wheel rotation bearings, 13 is a satellite main body,
14 is a wheel to unload 15 is a spin part of a spin satellite 16 is a platform of a spin satellite 17 is a spin axis A is a direction of a wheel rotation axis B is a direction of a gimbal rotation axis C is a direction of a spin axis D is a direction of a precession x , Y, z are the coordinate axes α y is the intersection angle between the direction of the gimbal rotation axis and the x axis α z is the intersection angle between the direction of the rotation axis of the wheel and the plane of the x axis around the z axis
Claims (3)
せたホイール1a,1bをジンバル7a,7bに装架
し、クラッチ5a,5bを介してブラケット8a,8b
にジンバル7a,7bを軸支し、ジンバル駆動モーター
6a,6b並びにブラケット駆動モーター10a,10
bによりジンバル7a,7bを対称方向の支持軸回りに
回動させる手段を備えたことを特徴とするホイールによ
る3軸衛星の姿勢制御装置。1. Wheels 1a and 1b having a predetermined amount of angular momentum substantially symmetrically mounted on a surface thereof are mounted on gimbals 7a and 7b, and brackets 8a and 8b are provided via clutches 5a and 5b.
Gimbal 7a, 7b, and gimbal drive motors 6a, 6b and bracket drive motors 10a, 10b.
(b) means for rotating the gimbal (7a, 7b) around a support axis in a symmetrical direction by means of a b.
慣性モーメントを持たせたホイール1a,1bをジンバ
ル7a,7bに装架し、ジンバル7a,7bを対称方向
の支持軸回りに回動させる手段を備えたことを特徴とす
るホイールによるホイールのアンローディング装置。2. Wheels 1a, 1b having rotating shafts 2a, 2b substantially parallel and having a predetermined moment of inertia are mounted on gimbals 7a, 7b, and the gimbals 7a, 7b are turned around symmetrical support axes. An unloading device for a wheel by a wheel, comprising a means for moving the wheel.
の角運動量を持たせたホイール1a,1bをジンバル7
a,7bに装架し、ジンバル7a,7bを対称方向の支
持軸回りに回動させる手段を備えたことを特徴とするホ
イールによるスピン衛星の姿勢復元装置。3. A wheel 1a, 1b having rotating shafts 2a, 2b substantially parallel and having a predetermined amount of angular momentum
An attitude restoring device for a wheeled spin satellite, comprising means mounted on a and b for rotating the gimbals 7a and 7b around support axes in symmetric directions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8329374A JPH10167197A (en) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Attitude control for three-axes satellite by meand of wheel and unloading wheel and spin satellite attitude restoring device by using wheels |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8329374A JPH10167197A (en) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Attitude control for three-axes satellite by meand of wheel and unloading wheel and spin satellite attitude restoring device by using wheels |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10167197A true JPH10167197A (en) | 1998-06-23 |
Family
ID=18220739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8329374A Pending JPH10167197A (en) | 1996-12-10 | 1996-12-10 | Attitude control for three-axes satellite by meand of wheel and unloading wheel and spin satellite attitude restoring device by using wheels |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10167197A (en) |
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