Hanada lab. (jp)/research/control and estimation

control and estimation

2022/10/9 2:582025/1/13 8:59

入力制約を持つ宇宙機の姿勢制御

入力方向に制約を持つ宇宙機の姿勢制御を研究しています．例えばアクチュエータ数が少ない劣駆動システムや，ミッション上，力の与えられる方向に制約がある場合の姿勢制御問題が該当します．

レーザーアブレーションによる姿勢制御の姿勢角誤差履歴

keywords: attitude control, underactuated system, model predictive control

refs.

Hayashibara, A., Yoshimura, Y., Hanada, T., Itaya, Y., Fujihara, T., Fukushima, T., Improved Contactless Attitude Control Law of Uncooperative Spacecraft by Laser Ablation, Acta Astronautica, Vol. 222, 2024.

Sakai, D., Yoshimura, Y., Hanada, T., Itaya, Y., & Fukushima, T. (2022). Contactless attitude control of an uncooperative satellite by laser ablation. Acta Astronautica, 196, 275-281. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2022.04.024

Kondo, K., Kolmanovsky, I., Yoshimura, Y., Bando, M., Nagasaki, S., & Hanada, T. (2021). Nonlinear model predictive detumbling of small satellites with a single-axis magnetorquer. Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 44(6), 1211-1218.

宇宙機の状態推定

ライトカーブを用いた姿勢推定の姿勢角誤差履歴

光学観測等から得られる情報を用いた宇宙機の状態推定を研究しています．状態とは，姿勢だけでなく宇宙機形状や表面の光学特性も含まれます．光度曲線（ライトカーブ）を観測量とした姿勢推定やAngles-only navigationによるフォーメーションフライト相対軌道推定を行っています．

keywords: Kalman filter, light curve inversion

refs.

Matsushita, Y., Yoshimura, Y., Nagasaki, S., Hanada, T., Conceptual Study of Improved Photometric Attitude Estimation Using Glint, Transactions of JSASS, Aerospace Technology Japan, Vol. 22, 2024.

Arakawa, R., et al., Attitude Estimation of Space Objects Using Imaging Observations and Deep Learning, Advanced Maui Optical and Space Surveillance Technologies Conference, Maui, USA, 17–20, September 2019.

姿勢–軌道間連成

大気抵抗や太陽輻射圧は，人工衛星の軌道（位置）だけでなく，その姿勢にも依存します．そのため姿勢–軌道間の連成を考慮することで，より精度の高い状態伝播や推定が可能になります．太陽輻射圧の高忠実な計算方法やDual Quaternionsと呼ばれる表現方法を用いた計算を扱っています．

keywords: solar radiation pressure (SRP), dual quaternions

refs.

Yoshimura, Y., Matsushita, Y., Takahashi, K., Nagasaki, S., and Hanada, T., Analytic Approximation of High-Fidelity Solar Radiation Pressure, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, in press.

Yoshimura, Y., Matsushita, Y., Arakawa, R., and Hanada, T., Light Curve Approximation Using an Attitude Model of Solar Sail Spacecraft, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 43, No. 10, October 2020, pp. 1960–1966, doi: 10.2514/1.G004966.

吹井柊太,吉村康広,陳泓儒,花田俊也，デュアルクォータニオンを用いた姿勢・軌道推定，第66回宇宙科学技術連合講演会講演集，2022.

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