Null motionとモデル予測制御を用いたコントロール·モーメント·ジャイロの特異点回避制御

摘要

本研究では，CMGの冗長性を利用したnull motionと未来の被制御量の変化を予測して入力を逐次決定するモデル予測制御を組み合わせた制御則を設計する．CMG の特異点回避制御に関する研究において宇宙機の姿勢制御を含めた研究［6，7］も行われているが，提案法はこれらの従来法に比べて以下のような利点がある．モデル予測制御では，大規模な非線形最適化問題を決められた制御周期の間に解く必要があるため，CMG単体のモデル予測を行う方が少ない計算量で実装できることが期待できる．また，制御周期の時間内に最適解が得られない場合においても，従来法では制御が行えずに大きな問題となるが，提案法では，Null motionが決まらなくても姿勢制御などの本来の制御目的に全く影響を及ぼさない．最後に，この提案法の有効性をMATLABのシミュレーションによって示す．