(57)【要約】【課題】ある特定の方向に旋回すると飛しょう姿勢が不安定となる形状をなす飛しょう体であっても、安定した目標追随が可能となる加速度リミタ装置及び誘導装置を提供する。【解決手段】演算装置と記憶装置とを有する加速度リミタ部１２と、旋回角度毎の加速度制限値であるリミタ値を格納するリミッタテーブル１３と、を備える。加速度リミタ部１２は、飛しょう体の旋回方向と加速度である加速度指令値を入力し、加速度指令値から飛しょう体の旋回角度を算出し、リミッタテーブル１３から旋回角度に対応するリミタ値を読み出し、加速度指令値をリミタ値によって制限した値である制限加速度指令値をオートパイロット装置１４に出力する。【選択図】図１
2009145012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
旋回角度毎の加速度制限値であるリミタ値を格納するリミッタテーブルと、
演算装置と記憶装置とを有し、飛しょう体が目標方向に旋回するとき前記飛しょう体の旋回方向と加速度である加速度指令値から前記飛しょう体の旋回角度を算出し、前記リミッタテーブルから前記旋回角度に対応する前記リミタ値を読み出し、前記加速度指令値があらかじめ定められた値を上回ったとき、前記加速度指令値を前記旋回角度に対応する前記リミタ値によって制限した値である制限加速度指令値を出力し、前記加速度指令値があらかじめ定められた値を上回らないとき、前記加速度指令値を出力する加速度リミタ部と、
を備えることを特徴とする加速度リミタ装置。
【請求項２】
演算装置と記憶装置とを有する加速度リミタ部と、
旋回角度毎の加速度制限値であるリミタ値を格納するリミッタテーブルと、を備える飛しょう体の加速度リミタ装置であって、
前記加速度リミタ部が、
飛しょう体が目標方向に旋回するとき前記飛しょう体の旋回方向と加速度である加速度指令値を入力し、
前記加速度指令値から前記飛しょう体の旋回角度を算出し、
前記リミッタテーブルから前記旋回角度に対応するリミタ値を読み出し、
前記加速度指令値があらかじめ定められた値を上回ったとき、前記加速度指令値を前記旋回角度に対応する前記リミタ値によって制限した値である制限加速度指令値を出力し、
前記加速度指令値があらかじめ定められた値を上回らないとき、前記加速度指令値を出力する、
ことを特徴とする加速度リミタ装置。
【請求項３】
センサから入力した目標方向から比例航法に従って前記加速度指令値を算出する比例航法演算部と、
加速度リミタ装置と、
前記制限加速度指令値から操舵翼の舵角を指令する操舵指令を操舵装置に出力するオートパイロット装置と、を備え、
前記加速度リミタ装置は、
演算装置と記憶装置とを有する加速度リミタ部と、
旋回角度毎の加速度制限値であるリミタ値を格納するリミッタテーブルと、を備える飛しょう体の加速度リミタ装置であって、
前記加速度リミタ部が、
飛しょう体が目標方向に旋回するとき前記飛しょう体の旋回方向と加速度である加速度指令値を入力し、
前記加速度指令値から前記飛しょう体の旋回角度を算出し、
前記リミッタテーブルから前記旋回角度に対応するリミタ値を読み出し、
前記加速度指令値があらかじめ定められた値を上回ったとき、前記加速度指令値を前記旋回角度に対応する前記リミタ値によって制限した値である制限加速度指令値を出力し、
前記加速度指令値があらかじめ定められた値を上回らないとき、前記加速度指令値を出力する、
ことを特徴とする飛しょう体の誘導装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飛しょう体の姿勢制御装置に係り、特に飛しょう体の姿勢変化の加速度を制御する加速度リミタ装置及び誘導装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
飛しょう体が追跡目標に向かって旋回する場合、ある加速度以上にて旋回すると飛しょう体の姿勢が不安定になる場合がある。例えば、急速な旋回を行う場合、必要な舵角を生じさせようとすると舵角が飽和して正常な制御ができなくなる場合がある。
【０００３】
この点に関し、従来の飛しょう体においては、飛しょう体の旋回加速度を旋回方向によらず一律に加速度を制限する装置を採用していた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−７４５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、飛しょう体の機体の形状によっては特定方向に旋回する場合、上記の加速度に達しなくても飛しょう体の姿勢が不安定になる場合がある。このため、特許文献１に記載の技術によってはこれらの方向に旋回する場合、飛しょう体の姿勢が不安定になるという問題点があった。
【０００５】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、ある特定の方向に旋回すると飛しょう姿勢が不安定となる形状をなす飛しょう体であっても、安定した目標追随が可能となる加速度リミタ装置及び誘導装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために本発明は、旋回角度毎の加速度制限値であるリミタ値を格納するリミッタテーブルと、飛しょう体が目標方向に旋回するとき飛しょう体の旋回方向と加速度である加速度指令値から飛しょう体の旋回角度を算出し、リミッタテーブルから旋回角度に対応するリミタ値を読み出し、加速度指令値があらかじめ定められた値を上回ったとき、加速度指令値を旋回角度に対応する前記加速度指令値をリミタ値によって制限した値である制限加速度指令値を出力し、前記加速度指令値があらかじめ定められた値を上回らないとき、前記加速度指令値を出力する加速度リミタ部と、を備えることを特徴とする加速度リミタ装置を提供する。
【０００７】
また本発明は、センサから入力した目標方向から比例航法に従って前記加速度指令値を算出する比例航法演算部と、上述の加速度リミタ装置と、制限加速度指令値から操舵翼の舵角を指定する指令である操舵指令を操舵装置に出力するオートパイロット装置とを備える飛しょう体の誘導装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ある特定の方向に旋回すると飛しょう姿勢が不安定となる形状をなす飛しょう体であっても、安定した目標追随が可能となる、という効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明による加速度リミタ装置及び誘導装置の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。なお、各図において同一箇所については同一の符号を付すとともに、重複した説明は省略する。
【００１０】
＜実施形態の詳細＞
図１は、本実施形態の加速度リミタ装置１及び誘導装置２の構成を表すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の加速度リミタ装置１は演算装置と記憶装置とを有する加速度リミタ部１２と、旋回角度毎の加速度制限値であるリミタ値を格納するリミッタテーブル１３と、を備える。
【００１１】
また、本実施形態の誘導装置２は、センサ１０から入力した目標方向から比例航法に従って加速度指令値を算出する比例航法演算部１１と、加速度リミタ装置１と、制限加速度指令値から操舵翼の舵角を指定する指令である操舵指令を操舵装置に出力するオートパイロット装置１４と、を備える。
【００１２】
加速度リミタ装置１において、演算装置はＣＰＵを用いることができ、記憶装置はＲＡＭなどのメモリを用いることができる。リミッタテーブル１３はＲＯＭなどのメモリに格納しておくことができる。
【００１３】
比例航法演算部１１及びオートパイロット装置１４は、それぞれＣＰＵなどの演算装置とメモリなどの記憶装置とを有する。
【００１４】
図２は、リミッタテーブル１３の概要を示した図である。図２に示すように、旋回角度φと、この旋回角度φに対応するリミタ値Ｌを格納する。リミッタテーブル１３が格納する値の例は、φが４５°のときＬが５０％である。
【００１５】
次に、本実施形態の加速度リミタ装置１の動作について説明する。本実施形態の加速度リミタ装置１は、飛しょう体が目標方向に旋回するとき飛しょう体の旋回方向と加速度である加速度指令値を入力し、この加速度指令値から飛しょう体の旋回角度を算出し、リミッタテーブル１３から旋回角度に対応するリミタ値を読み出し、加速度指令値があらかじめ定められた値を上回ったとき、加速度指令値を旋回角度に対応するリミタ値によって制限した値である制限加速度指令値を出力する。加速度リミタ装置１は加速度指令値があらかじめ定められた値を上回らないとき、加速度指令値を出力する。
【００１６】
また、本実施形態の誘導装置２においては、比例航法演算部１１が飛しょう体に搭載され目標を観測するセンサ１０から目標方向を入力し、この入力した目標方向から比例航法に従って加速度指令値を算出する。
【００１７】
さらに、加速度リミタ部１２が加速度指令値から前記飛しょう体の旋回角度を算出し、リミッタテーブル１３から旋回角度に対応するリミタ値を読み出し、加速度指令値をリミタ値によって制限した値である制限加速度指令値をオートパイロット装置１４に出力する。
【００１８】
そして、オートパイロット装置１４が制限加速度指令値から操舵翼の舵角を指定する指令である操舵指令を操舵装置に出力する。
【００１９】
以下、具体的に説明する。撮像装置などのセンサ１０から出力された追跡目標の方向である目標方向は、比例航法演算部１１に入力される。比例航法演算部１１は入力した目標方向から飛しょう体を旋回させる方向と加速度のベクトルデータからなる加速度指令値を算出して加速度リミタ部１２に出力する。
【００２０】
加速度リミタ部１２は、以下の式（１）により旋回角度φを算出する。
【数１】
2009145012.tif 000003
【００２１】
ここで、ｚｃはｚ方向の加速度、ｙｃはｙ方向の加速度を表す。
【００２２】
次に、加速度リミタ部１２は、このφに対応するＬをリミッタテーブル１３から読み出す。例えば、φ＝４５のとき、Ｌは５０である。ここで、Ｌはｙとｚの合成値を表す。
【００２３】
次に、加速度リミタ部１２は加速度指令値があらかじめ定められた値を上回っているか、判定する。
【００２４】
加速度指令値があらかじめ定められた値を上回っている場合、加速度リミタ部１２は加速度指令値をリミタ値によって制限した値である制限加速度指令値を出力する。加速度指令値があらかじめ定められた値を上回っていない場合、Ｌ＝１として制限加速度指令値を計算する。
【００２５】
制限加速度指令値ｚＬ，ｙＬは例えば次の式（２）及び式（３）によって算出できる。
【００２６】
ｚＬ＝ｚｃ・Ｌ×ｃｏｓφ    ・・・  （２）
ｙＬ＝ｙｃ・Ｌ×ｓｉｎφ    ・・・  （３）
加速度リミタ部１２は制限加速度指令値をオートパイロット装置１４に出力する。オートパイロット装置１４は入力した制限加速度指令値から各操舵装置の加速度を算出し、操舵装置１５に出力する。
【００２７】
図３は、制限加速度指令値による旋回方向の加速度である加速度を示したグラフである。図３においては、飛しょう体３０を後方から見た状態に、リミタ値３２をプロットしてある。一点鎖線３１はＬを旋回方向により制御しない場合の非制限リミタ値を示している。
【００２８】
この例では、φが０°、９０°、１８０°、２７０°の場合、Ｌ＝１に設定してある。飛しょうがこれらの角度に旋回する場合、加速度指令値は制限されない。
【００２９】
さらにこの例では、φが４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合、Ｌが最小となるように設定してある。これらの角度に旋回する場合、この飛しょう体は不安定になりやすいため、加速度指令値が大きく制限される。
【００３０】
飛しょう体の形状によっては、φが０°、９０°、１８０°、２７０°の場合にＬを最小にし、φが４５°、１３５°、２２５°、３１５°の場合にＬ＝１とすることもできる。すなわち、φに対応するＬは飛しょう体に応じて任意に設定することができる。
【００３１】
矢印３４はφ＝２５°の場合の例を示している。点線矢印３３はＬによって制限される前の加速度指令値である。φ＝２５°に対応するＬは１より小さいために、制限加速度指令値を表す矢印３４は、点線矢印３３よりも短くなっている。
【００３２】
このため、φ＝２５°の場合、飛しょう体の旋回加速度は加速度指令値よりも小さい値に制限され、よって飛しょうが不安定になることを抑制できる。
【００３３】
＜本実施形態の効果＞
以上述べたように、本実施形態の加速度リミタ装置１及び誘導装置２は、旋回角度φに対応するリミタ値を格納するリミッタテーブル１３と、このリミッタテーブル１３からリミタ値を読み出して加速度指令値を制限する加速度リミタ部１２と、を備える。このため、本実施形態の加速度リミタ装置１及び誘導装置２は、ある特定の方向に旋回すると飛しょう姿勢が不安定となる形状をなす飛しょう体であっても、安定した目標追随が可能となる、という効果がある。
【００３４】
＜本発明の具体化における可能性＞
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】加速度リミタ装置及び誘導装置の構成を表すブロック図である。
【図２】リミッタテーブルの概要を示した図である。
【図３】制限加速度指令値による旋回方向の加速度である加速度を示したグラフである。
【符号の説明】
【００３６】
１：加速度リミタ装置、
２：誘導装置、
１０：センサ、
１１：比例航法演算部、
１２：加速度リミタ部、
１３：リミッタテーブル、
１４：オートパイロット装置、
１５：操舵装置。
【図１】
2009145012.tif 000004
【図２】
2009145012.tif 000005
【図３】
2009145012.tif 000006