Tether Length Control for Orbital Transfer of Tethered Satellite
Shinji Hokamoto, Naritoyo Shibata
Department of Aeronautics and Astronautics, Kyushu University
744 Motooka, Nishi-ku, Fukuoka 819-0395, Japan
This study discusses orbital transfer of a tethered satellite system in equatorial plane. By applying a nonlinear control method, this paper proposes a procedure to design a tether length profile which attains the designated states at a specified final position in orbit. The proposed procedure consisting of three steps adjusts the system’s three states to the target values with one control input; control for the angular momentum of pitching motion, which leads to control of the tether length, control for the pitch angular rate, and control for the pitch angle. The proposed procedure does not require numerical iterations, and can cope with physical restrictions for the system, such as tether tension or the maximum tether length. Besides, the resulted final states are precisely coincident to the target values.
テザー長制御によるテザー衛星の軌道変換
外本 伸治，柴田 成豊
九州大学大学院工学研究院航空宇宙工学部門／九州大学大学院工学府航空宇宙工学専攻
本研究では，赤道面内におけるテザー衛星の軌道変換について研究する．非線形制御の手法を用いることにより，指定された軌道上位置でシステムの状態を所望の値にするテザー長の履歴を作成する方法を提案する．テザー長を制御することになるピッチ角運動量の制御，ピッチ角速度の制御，ピッチ角の制御，という3つのステップにより，1つの入力で3つの状態を制御する．提案する手法は，数値反復計算を必要としないだけでなく，テザー張力などの物理的拘束にも対応できる．また，システムの状態を正確に目標値に一致させることができる．