2016年 大学院理工学研究科 シラバス - 航空宇宙工学専攻
設置情報
科目名 |
宇宙航行力学
宇宙機の姿勢制御とその応用
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設置学科 | 航空宇宙工学専攻 | 学年 | 1年 |
担当者 | 川口 淳一郎 | 履修期 | 前期 |
単位 | 2 | 曜日時限 | 月曜3 |
校舎 | 駿河台 | 時間割CD | G13A |
クラス |
概要
学修到達目標 | 宇宙機の姿勢運動、姿勢表現、姿勢制御を解説し、併せて、最適制御理論の応用を述べる。 |
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授業形態及び 授業方法 |
宇宙機の飛行力学は、アストロダイナミクスと呼ばれる。その内容は、軌道や姿勢運動という応用力学を基本としており、隔年で、奇数年度は軌道関連分野を、偶数年度は姿勢制御関連分野を開講している。今年度は、主として宇宙機の姿勢制御に関わる最新の進歩を紹介し、応用について解説する。 |
準備学習(予習・ 復習等)の内容・ 受講のための 予備知識 |
姿勢運動に関する知識は基本的に必要ない。講義の中で最低限を解説していく。線形代数の基礎的知識を求める。 |
授業計画
第1回 | 授業科目内容の説明 |
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第2回 | 姿勢運動の基礎と応用(1) |
第3回 | 姿勢運動の基礎と応用(2) |
第4回 | 姿勢表現法概論 |
第5回 | 多剛体の力学と宇宙マニピュレータの制(1) |
第6回 | 多剛体の力学と宇宙マニピュレータの制(2) |
第7回 | 柔軟付属物を有する衛星の運動(1) |
第8回 | 柔軟付属物を有する衛星の運動(2) |
第9回 | 非ホロノミック系の特徴とその制御.ネコひねり運動とロボット(1) |
第10回 | 非ホロノミック系の特徴とその制御.ネコひねり運動とロボット(2) |
第11回 | 非ホロノミック系の特徴とその制御.ネコひねり運動とロボット(3) |
第12回 | H-無限大制御,現代制御理論の基(1) |
第13回 | H-無限大制御,現代制御理論の基(2) |
第14回 | H-無限大制御,現代制御理論の基(3) |
第15回 | 課題説明および提出 |
その他
教科書 |
川口淳一郎ほか 『人工衛星と宇宙探査機』 コロナ社
Applied Optimal Control, Bryson & Ho, MaGraw Hill
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参考資料コメント 及び 資料(技術論文等) |
Richard. H. Battin, Astronautical Guidance, McGraw-Hill
Pedro. R. Escobal, Methods of Orbit Determination, John Wiley & Sons, Inc.
Marshall H. Kaplan, Modern Spacecraft Dynamics & Control, John Wiley & Sons, Inc.
Richard H. Battin, An Introduction to The Mathematics and Methods of Astrodynamics, AIAA Education Series, 1987
Arthur E. Bryson, Jr. and Yu-Chi Ho, Applied Optimal Control, Blaisdell Publishing Co.
Arthur Gelb, Applied Optimal Estimation, The MIT Press
長沢工 『天体の位置計算』 地人書館
『天体位置表』 海上保安庁水路部
Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac, US Naval Observatory
1.Richard. H. Battin, Astronautical Guidance, McGraw-Hill.
古典的な名著。軌道に関する基本的な性質や、軌道修正、軌道推定に関した解説が行われ
ている。Apollo 計画以前の内容なので、かなり内容的に古いのが難。軌道関係の表現を著
者なりに統一しようという試みが行われているが、これは今日必ずしも採用されていない
ので、読む場合は注意が必要。また、カルマンフィルタの登場とほぼ同時期に推定理論部
分が書かれているため、記載方法なども今日の一般的なものと異なる面がある。1960年代。
2.Pedro. R. Escobal, Methods of Orbit Determination, John Wiley & Sons, Inc.
やはり、教科書としてよく知られた本。内容は平易で、練習問題も学生むけによくまとま
っている。学部程度の内容。地上からの光学観測で軌道を決定する方法なども記述されて
いて、実用性もある。
3.Marshall H. Kaplan, Modern Spacecraft Dynamics & Control, John Wiley & Sons, Inc.
軌道というよりも、姿勢運動、姿勢制御を含めて広く書かれた教科書。学部レベルの内容
だが、うまく書かれている。とりあえず、Astodynamics 一般を知るには適当。
4.Richard H. Battin, An Introduction to The Mathematics and Methods of Astrodynamics, AIAA Education Series, 1987.
1. の古典を内容を新しめにした教科書。軌道に関連した内容を一望できる良書。
5.Arthur E. Bryson, Jr. and Yu-Chi Ho, Applied Optimal Control, Blaisdell Publishing Co.
よく知られた、航空宇宙工学のとくに誘導、航法、制御関係の教科書。良い例題と要点を
入れた簡潔でかつ十分な解説がある。カルマンフィルタなどの推定理論、レギュレータな
どの制御理論、数値最適化法などAstrodynamics 全般に大きく貢献した名著。
6.Arthur Gelb, Applied Optimal Estimation, The MIT Press.
フィルタに関する教科書。例題、練習問題がわりと充実している。
7.長沢工、天体の位置計算、地人書館
初心者、また計算機環境に恵まれなくても、天体位置計算を行えるよう書かれている。
初心者向け。ただ、内容が古いのと、今日のPC世代には不向きである。座標系、時系へ
の入門に向いている。
8.海上保安庁水路部、天体位置表
毎年編集されている、天文観測家にとってのバイブル。もちろん数字の表が中心であるが、
巻末に、座標系、時系に関した簡潔な記載があって、実用的かつ参照に適している。
9.US Naval Observatory, Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac.
座標系、時系に関した充実した参考文献。
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成績評価の方法 及び基準 |
レポート課題数問の中から1題を選択回答すること(平易である)と、講義ノートのコピーを提出すること。(後日書写で問題ないが、複写機による複製はご遠慮願う。) 出席はとらない。 上記のかなえば、「優」評価を与える。 |
質問への対応 | 電子メールまたは、直接に。 |
研究室又は 連絡先 |
kawaguchi.junichiro@jaxa.jp |
オフィスアワー | |
学生への メッセージ |
講義は平易である。 未来の姿勢制御について多少とも参考になれば幸いである。 |