M-Vロケットの姿勢制御系の開発概要

Abstract

The attitude control system of M-V rocket is composed of a pitch and yaw thrust vector control system, roll control system, side jet for three axis control, and ING (Inertial Navigation Guidance system). As attitude reference, the strapdown method is adopted. The attitude control logic's were designed by H-infinity control logic, which had robustness to uncertainties of rocket body elasticity. Nissan had developed the 1st stage Movable Nozzle Thrust Vector Control (MNTVC) system, 2nd stage Liquid injection Thrust Vector Control (LiTVC) system, and the 3rd stage MNTVC, which has electric linear actuators for improvement of maneuverability of the 3rd stage. They also established the various flight analyzes, the control system analyzes, and the flight motion table test. This paper describes the above-mentioned contents and the results of the M-V-1 launch.

M-Vロケットの姿勢制御系は、各段のピッチ、ヨー推力偏向装置、ロール制御装置、3軸制御用サイドジェット、姿勢・航法基準装置で構成され、ストラップダウン方式を採用している。制御則はH無限大制御理論を用いて設計され、機体振動の不確定性に対してロバストな制御則となっている。日産自動車は、1段の可動ノズル偏向装置の開発、2段の2次噴射推力偏向装置の開発に加え、3段軌道投入精度向上のために、3段の電動アクチュエータによる可動ノズル推力偏向装置の開発を行った。また、各種飛翔解析、制御系解析に加え、搭載用の姿勢制御関連機器とリアルタイムコンピュータおよび3軸のフライトテーブルを用いて、フライトを実時間で模擬するモーションテーブル試験を実施し、総合的な安定性の評価や各種外乱に対する応答性を確認、評価した。本解説では、それらの概要とM-V#1号機の飛翔結果を示す。