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発明の名称 飛しょう体等の制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−113196
公開日 平成9年(1997)5月2日
出願番号 特願平7−290619
出願日 平成7年(1995)10月13日
代理人
発明者 堀之内 孝光
要約 目的
本発明は一意的な姿勢、経路の制御によって迎角が大きくなり過ぎ、推力の無駄を生じた従来の制御装置の不具合を解消した飛しょう体等の制御装置を提供することを目的とする。

構成
本発明は予め知られた特定値に対する姿勢角または経路角の少なくとも何れかの差により推力偏向量を決め、同偏向量によって推力方向制御を行なう飛しょう体等の制御装置において、迎角を検出または推測の何れかによって定量する迎角検出手段と、同迎角検出手段の定量した迎角が所定値を越えた場合、上記推力偏向量を低減させる調整手段とを具備してなることを特徴とする飛しょう体等の制御装置、を構成とする。
特許請求の範囲
【請求項1】 予め知られた特定値に対する姿勢角または経路角の少なくとも何れかの差により推力偏向量を決め、同偏向量によって推力方向制御を行なう飛しょう体等の制御装置において、迎角を検出または推測の何れかによって定量する迎角検出手段と、同迎角検出手段の定量した迎角が所定値を越えた場合、上記推力偏向量を低減させる調整手段とを具備してなることを特徴とする飛しょう体等の制御装置。
【請求項2】 請求項1記載の飛しょう体等の制御装置において、迎角を直接、迎角検出手段によって検出することを特徴とする飛しょう体等の制御装置。
【請求項3】 請求項1記載の飛しょう体等の制御装置において、迎角の所定値がそのときどきの経路角指令値、飛しょう体等の速度等により変更可能に設定されてなることを特徴とする飛しょう体等の制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は飛しょう体等の制御装置、詳しくはその迎角制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、推力偏向制御を行う飛しょう体の多くは、発射直後に急激に飛しょう経路を変える必要性から、推力偏向方式を採用している。その制御方式としては制御指令値を姿勢角とする姿勢角制御方式や、経路角とする経路角制御方式などが知られている。その制御方式を具現する基本的な制御装置の構成を図5に示す。
【0003】図において推力偏向制御を行なうための経路角指令又は姿勢角指令1は制御偏差2として「制御器」に与えられ、「制御器」からは推力偏向指令3として「推力偏向機構」に与えられ、同機構から推力偏向量4となって「飛しょう体運動」を変え、その変化が「慣性装置」(不変の3軸基準系)で検知されてフィードバックされ、経路角指令又は姿勢角指令1と比較され、差がなければ、即ち、指令値が飛しょう体運動に過不足なく置換(具現)されていれば、指令の入力は止み、差があれば、それが0になる迄、入力が続行されるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の飛しょう体の制御装置には解決すべき次の課題があった。
【0005】即ち、従来の制御装置においては、図5に示すように制御開始直後の制御偏差2が大きくなるために推力偏向量4が大きくなり、それによって生じる姿勢角変化に経路変化が追いつかず、大きな迎角をとってしまうことが多かった。その様子を図6に示す。
【0006】迎角が大きくなることは、例えば迎角90°においては飛しょう体経路方向への推力がゼロとなってしまうように、推進力のロスを招くという問題があった。
【0007】本発明は上記課題を解決するため、迎角が所定値を超えると推力偏向量を減じて迎角が増加を停止する飛しょう体等の制御装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決手段として次の(1)〜(3)に記載の飛しょう体等の制御装置を提供しようとするものである。
【0009】(1).予め知られた特定値に対する姿勢角または経路角の少なくとも何れかの差により推力偏向量を決め、同偏向量によって推力方向制御を行なう飛しょう体等の制御装置において、迎角を検出または推測の何れかによって定量する迎角検出手段と、同迎角検出手段の定量した迎角が所定値を越えた場合、上記推力偏向量を低減させる調整手段とを具備してなることを特徴とする飛しょう体等の制御装置。
【0010】(2).上記(1)記載の飛しょう体等の制御装置において、迎角を直接、迎角検出手段によって検出することを特徴とする飛しょう体等の制御装置。
【0011】(3).上記(1)記載の飛しょう体等の制御装置において、迎角の所定値がそのときどきの経路角指令値、飛しょう体等の速度等により変更可能に設定されてなることを特徴とする飛しょう体等の制御装置。
【0012】
【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用を有する。
【0013】(1).上記(1)の構成にあっては迎角を定量する迎角検出手段が定量した迎角が所定値を越えた場合、調整手段が推力偏向量を低減させるので姿勢角変化が止まり、迎角増加が停止する。この結果、飛しょう体の経路方向に対する推力低下が防止される。
【0014】(2).上記(2)の構成にあっては、上記(1)の構成における迎角を直接、迎角検出手段によって検出するので、たとえば迎角を推定によって定量する場合のように加速度計出力に基づく慣性計算や慣性装置の出力データに基づく推定計算等を必要としない。
【0015】(3).上記(3)の構成にあっては、上記(1)の構成における迎角の所定値が、そのときどきの経路角指令値、飛しょう体等の速度等により変更可能に設定されるため、そのときどきの飛しょう状況に応じて可能限度一杯の迎角を取り得るため、制御能率を高めることができる。
【0016】
【実施例】本発明の第1〜第3実施例を図1〜図4により説明する。なお、従来例と同様の構成部材には同符号を付し、必要ある場合を除き、説明を省略する。また、図1は全実施例に共用する。
【0017】(第1実施例)請求項1の発明に係る第1実施例を図1及び図3により説明する。
【0018】図1は本実施例に係る飛しょう体の制御装置のブロック図、図3は本実施例に係る迎角検出器6の定性的作用の説明図である。
【0019】図1において、5は迎角検出器6からの入力により制御偏差2を調整するための調整器で、予め設定された迎角に対し迎角検出器6の定量した迎角に差がある場合、それを調整するように働く。6は迎角を推定計算によって定量するための迎角検出器である(但し、本実施例の場合にのみ推定算出するものとし、他実施例では別機能の迎角検出器として機能する)。
【0020】その他の構成は図5に示す従来例と同様である。
【0021】次に本実施例の作用について説明する。
【0022】先ず、作用を概述すると、姿勢角や、経路角が制御指令即ち、経路角指令又は姿勢角指令1となり、それと姿勢角や経路角の検出値との差である制御偏差2によって推力偏向量を決める従来の制御系に、本実施例で付加された現在、発生している迎角を検出する迎角検出器6と、それに基づいて推力偏向量を調整する調整器5とよりなる上記構成において、迎角検出器6で検出された迎角は調整器5に入力される。ここでは、例えば調整器5に示すような不感帯特性を有す回路によって、迎角が所定の値を超えると迎角検出器6の調整出力が生じる。これを従来の制御系の推力偏向量4から差し引くことによってそれ以上の姿勢角変化を止めて迎角増加を停止させることができる。
【0023】次に作用の詳細について説明する。
【0024】図1に示す制御系の迎角検出器6を慣性計算による推定計算によって実現するものであり、飛しょう体に搭載されている加速度計出力に基づく慣性計算若しくは、別途搭載された慣性装置の出力データに基づく推定計算を行う。具体的な演算内容は図3に示すように、慣性センサ出力を座標変換の後、積分して飛しょう体3軸方向の速度成分を得、それより迎角を求める。なお、よく知られているようにXは機軸、Yは水平左右軸、ZはX,Yに対する垂直軸の3軸の各方向を示す。
【0025】このようにして求まった迎角値が図1における調整器5を経て調整出力8となり、制御系の制御偏差2を適切な値に調整することにより所定の経路角又は姿勢角7が得られる。
【0026】(第2実施例)請求項2の発明に係る第2実施例を図1に基づき説明する。本実施例の場合は図1における迎角検出器6を直接、迎角検出器として用いるもので、飛しょう体に取付けた迎角センサと直結されており、その出力をそのまま用いる。迎角を得た後の作用は第1実施例と同様である。
【0027】(第3実施例)請求項3の発明に係る第3実施例を図1、図2及び図4に基づき説明する。
【0028】図2は本実施例に係る飛しょう体の飛しょう状況の模式的側面図、図4は本実施例に係る調整器5の定性的作用の説明図である。
【0029】本実施例は、一般に推力偏向制御の指令値である経路角指令や、姿勢角指令が常に一定とは限らず、誘導しようとする目標の位置によってはそれらを急に変化させたり、逆に穏やかに変化させてもよい場合があることに対応しようとするもので、迎角の所定値、即ち、最大取り得る迎角の値を臨機応変に変える回路を含むものである。図4にその調整器5の1例を示す。これは図1に示す制御系全体構成の内の調整器5をより詳細に表わしたものであり、経路角指令値や飛しょう体の速度等の情報に基づいて迎角を制限するしきい値αT を変化させようとするものであり、これを用いて図1のような制御系を構成すると、図2に示した飛しょう経路の曲がり具合に応じて、迎角の最大値が変化し、むだの無い制御系が実現できる。
【0030】以上の通り、第1、第2実施例によれば、経路角指令又は姿勢角指令として与えられる推力偏向量がそのまま機体姿勢に具現された場合、その迎角が所定値を超え、経路方向の推力成分が著減して生じる推力ロスを回避するため、迎角検出器6と調整器5とによって、迎角の所定値を越えると直ちに推力偏向量が減じられるので迎角が所定値以上には大きくならず、従って大きな推力ロスが生じないという利点がある。
【0031】また、第3実施例によれば、そのときどきの飛しょう状況に応じて迎角の所定値を臨機応変に変更できるため、制御優先の観点から迎角を決めることができ、能率的な無駄のない制御が行なえるという利点がある。
【0032】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次の効果を有する。
【0033】即ち、請求項1,2の本発明によれば推力偏向制御において迎角のとりすぎによる推進力低下を防ぎ飛しょう体の有効性を高めることが可能となる。
【0034】また、請求項3の発明によれば、飛しょう状況に応じて能率的な制御を行なうことができる。




 

 


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