| (19) |
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(11) |
EP 0 043 772 B1 |
| (12) |
FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
| (45) |
Mention de la délivrance du brevet: |
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15.04.1987 Bulletin 1987/16 |
| (22) |
Date de dépôt: 03.07.1981 |
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| (54) |
Procédé et système d'asservissement d'une plate-forme mobile montée à bord d'un véhicule
spatial
Servosteuerverfahren und -system für eine bewegbare, an einem Raumfahrzeug angebrachte
Trägerplatte
Method and system for controlling a mobile platform mounted on a spacecraft
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| (84) |
Etats contractants désignés: |
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DE GB NL |
| (30) |
Priorité: |
09.07.1980 FR 8015270
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| (43) |
Date de publication de la demande: |
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13.01.1982 Bulletin 1982/02 |
| (71) |
Demandeur: AEROSPATIALE Société Nationale Industrielle |
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75781 Paris Cédex 16 (FR) |
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| (72) |
Inventeur: |
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- Brunet, Pierre
F-06810 Auribeau Sur Siagne (FR)
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| (74) |
Mandataire: Rinuy, Santarelli |
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14, avenue de la Grande Armée 75017 Paris 75017 Paris (FR) |
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| Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication
de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition
au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition
doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement
de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). |
[0001] La présente invention concerne les systèmes permettant d'orienter une plate-forme
mobile montée à bord d'un véhicule spatial.
[0002] On connaît différents systèmes supports de plate-forme mobile, en particulier ceux
décrits dans le brevet US-4.033.541 ou dans les brevets français de la Demanderesse
N° 79.05283 et N° 79.15593, qui font tous état d'un asservissement en orientation
en fonction d'une référence extérieure aux supports de plate-forme. La commande de
la plate-forme proposée dans le brevet N° 79.05283 utilise le signal d'un détecteur
radio-fréquence visant une balise terrestre. Ledit détecteur est soit porté par la
plate-forme, soit porté par le satellite lui-même mais dans ce cas la plate-forme
supporte un réflecteur qui focalise le faisceau radio-électrique de la balise. La
commande proposée dans le brevet N° 79.15593 utilise un détecteur infrarouge et visant
la terre par l'intermédiaire d'un miroir plan lié à la plate-forme mobile.
[0003] Toutefois, cette conception comporte certains inconvénients. Le réflecteur comporte
généralement une fenêtre laissant passer les ondes en provenance de la terre et à
destination du détecteur infrarouge mais cela déforme le faisceau radio-électrique
réfléchi par le réflecteur et affecte la précision du détecteur terrestre.
[0004] En outre, l'axe du faisceau réfléchi par le miroir plan a une rotation double de
celle dudit miroir, ce qui n'est qu'une approximation dans le cas du réflecteur parabolique.
[0005] La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'asservissement d'une
plate-forme mobile portant une antenne ou tout autre système, ledit procédé garantissant
un asservissement autonome à bord du satellite, indépendant d'une référence externe.
[0006] L'invention propose ainsi un procédé de commande pour l'orientation dans l'espace
d'une plate-forme mobile montée pivotante autour d'au moins un axe sur un véhicule
spatial, selon lequel on exerce sur ladite plate-forme un couple de pivotement en
fonction d'une commande d'asservissement autour desdits axes à partir dudit véhicule
en sorte d'asservir en orientation ladite plate-forme par rapport à un repère de référence
en maintenant ladite plate-forme en une orientation prédéterminée de consigne par
rapport à ce repère, caractérisé en ce que ce repère de référence est lié au véhicule
spatial et que l'on ajuste cette orientation de consigne en fonction d'une commande
extérieure, déterminé par référence à une cible extérieure, ladite commande d'asservissement
couvrant une plage de référence plus large que ladite commande extérieure.
[0007] Dans ce but le système d'orientation de la plate-forme est muni de détecteurs de
position. Les détecteurs peuvent être placés selon deux axes quelconques de rotation
de la plate-forme mais il est avantageux de choisir les deux axes selon lesquels agissent
les actuateurs, tels qu'ils sont décrits dans le brevet précité N° 79.05283.
[0008] La commande des actuateurs à partir des détecteurs de position garantit à la plate-forme
une réponse très rapide. La plate-forme reste fixe par rapport au satellite, en absence
de couple ou force extérieure. Le procédé a l'avantage de contrer de façon autonome
les perturbations les plus brutales rencontrées à bord des satellites, c'est-à-dire
les effets sur la plate-forme des accélérations linéaires du satellite.
[0009] Cela se produit périodiquement lors de l'allumage des tuyères de contrôle d'orbite
sur ordre du sol.
[0010] Un autre avantage du procédé est que la boucle d'asservissement peut être une boucle
à grand gain car elle n'inclut pas les détecteurs propres au satellite, comme les
détecteurs terrestres par exemple qui présentent en général le double inconvénient
de posséder un temps de reprise relativement long et un rapport signal sur bruit assez
faible. Par contre, il est aisé de trouver des détecteurs de position et si nécessaire
de vitesse très performants ou encore des détecteurs d'accélération. Les détections
peuvent être linéaires ou angulaires. Par exemple on peut utiliser des détecteurs
basés sur le principe de transformateurs différentiels qui sont très rapides et très
peu bruités, ou encore des détecteurs basés sur l'utilisation de courants de Foucault,
ou des détecteurs à principe optique, ou encore des détecteurs capacitifs.
[0011] Par la suite on appellera ce dispositif à large bande passante le dispositif primaire.
[0012] L'autonomie du dispositif primaire qui, comme on l'a remarqué, n'utilise aucun détecteur
visant une cible extérieure au satellite, est avantageuse parce que le satellite peut
subir une coupure brève de liaison avec le sol sans que l'asservissement de la plate-forme
soit coupé, c'est-à-dire que la plate-forme ne se trouve jamais en oscillations libres,
non amorties, autour de son support flexible, ce qui est une amélioration du dispositif
proposé dans les brevets précités N° 79.05 283 et N° 79.15 593.
[0013] On pourra appeler ce procédé d'asservissement autonome sans commande extérieure le
procédé
«d'attente JO.
[0014] Conformément à l'invention on a aussi la possibilité d'ajouter une commande extérieure
à la plate-forme.
[0015] On peut ainsi commander un dépointage permanent par rapport au satellite. Dans une
variante ce dépointage peut varier dans le temps, suivant les informations d'un détecteur
quelconque, par exemple en raison inverse des mouvements angulaires du satellite par
rapport à la cible, par exemple par rapport à la direction géocentrique.
[0016] Le pointage de la plate-forme se trouve alors asservi à la cible par une boucle secondaire
d'asservissement, ladite boucle étant à bande passante plus étroite que le dispositif
primaire.
[0017] Une possibilité est d'utiliser l'information fournie par un détecteur porté par le
satellite, un détecteur terrestre ou tout autre détecteur. La faible bande passante
de la boucle secondaire, suffisante pour compenser les lents dépointages du satellite,
a l'avantage de s'accommoder du retard et/ou du bruit éventuels du détecteur.
[0018] Dans le cas où la plate-forme mobile supporte l'ensemble du dispositif à pointer,
par exemple l'ensemble d'une antenne et non pas seulement le réflecteur, une possibilité
avantageuse est d'utiliser pour la boucle secondaire un détecteur placé sur la plate-forme
elle-même. Le détecteur peut être du type radiofréquence, infrarouge ou d'un tout
autre type.
[0019] Cette solution est avantageuse à plusieurs points de vue :
- elle s'accommode du retard et du bruit du détecteur
- elle minimise les erreurs dues au mésalignement du détecteur lors de l'intégration
du satellite puisqu'il est plus aisément aligné par rapport à la plate-forme
- elle minimise les erreurs du détecteur lui-même car celui-ci est utilisé en détecteur
de zéro, toujours pointé dans la direction de la cible, et non pas dépointé suivant
les dépointages du satellite
- elle compense automatiquement les erreurs à variation relativement lente du dispositif
primaire, par exemple les erreurs d'origine thermique des détecteurs de position,
des erreurs d'alignement de ces détecteurs. les décalages introduits par le vieillissement
de l'électronique du dispositif primaire.
[0020] L'utilisation d'un détecteur porté par la plate-forme elle-même permet éventuellement
de supprimer le ou les détecteurs habituellement montés sur le satellite.
[0021] On peut en effet limiter les dépointages du satellite par un dispositif de stabilisation
utilisant simplement les informations de la plate-forme mobile, c'est-à-dire les signaux
des détecteurs de position, et éventuellement les signaux des détecteurs de vitesse
de la plate-forme et les signaux du détecteur monté sur la plate-forme.
[0022] Dans une variante la commande extérieure provient d'un détecteur particulier qui
est le détecteur de position d'une autre plate-forme.
[0023] La boucle secondaire réalise alors une plate-forme esclave, obéissant aux commandes
de la plate-forme maîtresse.
[0024] Les deux plates-formes restent alors pointées dans une ou deux directions indépendamment
des mouvements du satellite. On peut également ajouter un décalage dans la boucle
secondaire de la plate-forme esclave pour commander un dépointage par rapport à la
plate-forme maîtresse.
[0025] Le dispositif aura des applications avantageuses pour les satellites de communication
ou de télévision à antennes multiples, en particulier pour émettre sur une zone déterminée,
à partir d'émetteurs terrestres dont l'emplacement peut varier, ou enocre pour émettre
sur une cible réceptrice mobile par rapport à l'émetteur terrestre.
[0026] Les dispositifs sont conçus de façon redondante. Ils comprennent donc toujours au
moins deux détecteurs primaires et/ou deux détecteurs secondaires. Les actuateurs
et les électroniques de commande du dispositif primaire sont également au moins doublés.
[0027] De nombreuses autres variantes de mise en ceuvre de l'invention sont possibles. Mais
seuls quelques cas particuliers sont décrits à titre d'exemple.
[0028] D'autres particularités, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront
de la description qui est donnée ci-après de différentes formes de réalisation possibles
de ladite invention, en référence aux dessins schématiques annexés sur lesquels :
la figure 1 est un schéma synoptique du circuit du dispositif primaire ;
la figure 2 est un schéma synoptique d'une variante de la figure 1 permettant d'utiliser
comme commande extérieure la détection d'un détecteur porté par le satellite, la plate-forme
mobile supportant un réflecteur d'antenne ;
la figure 3 est un schéma synoptique d'une autre variante de la figure 2 permettant
d'utiliser comme commande extérieure la détection d'un détecteur porté par le corps,
la plate-forme mobile supportant l'ensemble de l'antenne ;
la figure 4 est un schéma synoptique d'une variante de la figure 1 permettant d'utiliser
un détecteur porté par la plate-forme, elle-même supportant l'ensemble de l'antenne
;
la figure 5 est une vue de détail permettant de montrer comment il est possible de
commander le dispositif de la figure 4 suivant deux axes ; et
la figure 6 est un schéma synoptique d'une variante de la figure 1 permettant d'asservir
une plate-forme esclave à une plate-forme maîtresse.
[0029] Le mode d'exécution de l'invention schématisé sur la figure 1 est destiné à réaliser
la commande de rotation de la plate-forme 1. L'organe d'entrée du circuit primaire
de commande de couple est un détecteur de position 2 schématisé ici comme un système
électromagnétique à noyau plongeur. Le dispositif comporte une électronique qui peut
être regardée comme comportant un circuit de commande primaire, à large bande passante
et un circuit d'asservissement secondaire à faible bande passante. Le circuit de commande
primaire est composé d'un réseau correcteur 3, par exemple P.I.D., c'est-à-dire un
asservissement basé sur les informations de Position, d'intégrale de la position et
de Dérivée de la position, c'est-à-dire la vitesse. La fonction de transfert d'un
tel réseau peut se représenter en transformée de Laplace suivant la formule :

dans laquelle :
K1 et K2 sont des gains d'amplification ;
wa et wb sont des pulsations propres caractéristiques du réseau correcteur ;
>; est l'amortissement propre du réseau correcteur ;
p est la variable de Laplace.
[0030] La sortie du réseau 3 fournit un signal à un étage de puissance 4 qui peut par exemple
être un amplificateur en courant, c'est-à-dire un dispositif qui transforme une tension
en courant avec un gain déterminé, caractérisé en ampères de sortie par volts d'entrée.
L'étage de puissance 4 attaque la ou les bobines 5 d'un actuateur linéaire composé
d'une ou plusieurs bobines se déplaçant dans l'entrefer d'un circuit magnétique 6
porté par la plate-forme mobile autour d'un pivot flexible 7. Une commande extérieure
8 peut être ajoutée par l'intermédiaire du circuit secondaire 9 composé d'un filtre
adapté à la commande utilisée.
[0031] L'ensemble est conçu de façon redondante, c'est-à-dire qu'il comporte au moins deux
détecteurs primaires 2 et 2a et deux actuateurs 5 et 5a, 6 et 6a, ainsi que deux chaînes
3, 4, 9, 8 et 3a, 4a, 9a, 8a.
[0032] La variante de la figure 1 représentée figure 2 schématise le circuit où la commande
extérieure 9 provient d'un détecteur 10, placé sur le satellite 11. L'antenne se compose
d'un réflecteur mobile 12 porté par la plate-forme 15 et d'une source radiofréquence
13 portée par le satellite.
[0033] Le détecteur 10 peut être un détecteur terrestre, ou un détecteur solaire ou encore
un détecteur d'étoile, l'antenne émettrice composée du réflecteur 12, et du cornet
13 peut être adaptée pour servir, en plus, de détecteur radiofréquence dont le signal
peut être utilisé comme signal extérieur pour la boucle secondaire.
[0034] Dans la variante de la figure 2 représentée figure 3, l'antenne 12,13,14 est entièrement
montée sur la plate-forme mobile 15. On distingue bien dans cet exemple le dispositif
primaire constitué par la boucle 16 et l'asservissement secondaire constitué par le
détecteur 10 et le réseau 9. L'antenne 14 peut être remplacée par tout autre dispositif
devant être pointé finement, par exemple un radiomètre, un appareil de prise d'images
ou encore un appareil scientifique de mesures.
[0035] Dans la variante de la figure 1 représentée figure 4, le détecteur 17, qui peut être
un détecteur terrestre ou un détecteur d'écartométrie radiofréquence, est placé sur
la plate-forme mobile 15. Celle-ci soutient l'ensemble antenne composée d'une tour
18, d'un émetteur ou récepteur 13 et d'un réflecteur 19.
[0036] Le pivot flexible 7 reliant l'antenne au corps de satellite 11 est dans cet exemple
placé sous un pied de la tour 18, alors que l'actuateur 6 et le détecteur 2 sont placés
sous un autre pied de la tour. Un seul axe est représenté sur la figure 4 pour faciliter
la compréhension mais il est bien entendu que le dispositif agit suivant deux axes.
Comme on le voit sur la figure 5 le support flexible 7 est sous un pied de la tour,
deux autres pieds comportent un ensemble actuateur-détecteur 2x, 6x, d'une part, et
2y, 6y, d'autre part, pour commander le dispositif suivant deux axes xx, yy.
[0037] Bien entendu de nombreuses autres configurations de pivot et d'actuateurs sont possibles.
[0038] On distingue encore dans cet exemple le dispositif primaire constitué par la boucle
16 et la boucle secondaire constituée par le détecteur 17 et le filtre 9, qui dans
ce cas peut être simplement un intégrateur.
[0039] Dans la variante de la figure 1 représentée sur la figure 6 le signal du détecteur
de position 20 d'une plate-forme maîtresse 21 est utilisé comme commande du circuit
secondaire d'une plate-forme esclave 22. Il n'est pas préjugé du dispositif d'asservissement
de la plate-forme maîtresse, qui peut par exemple être réalisé suivant une des variantes
de la figure 1. Une commande de dépointage relatif 23, entre 21 et 22, peut être introduite
en 3.
[0040] Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre
d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter des équivalences techniques dans ses
éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, qui est
défini dans les revendications annexées.
1. Procédé de commande pour l'orientation dans l'espace d'une plate-forme (15) mobile
montée pivotante autour d'au moins un axe (xx, yy) sur un véhicule spatial (11) selon
lequel on exerce sur ladite plate-forme un couple de pivotement en fonction d'une
commande d'asservissement autour desdits axes à partir dudit véhicule en sorte d'asservir
en orientation ladite plate-forme par rapport à un repère de référence en maintenant
ladite plate-forme en une orientation prédéterminée de consigne par rapport à ce repère,
caractérisé en ce que ce repère de référence est lié au véhicule spatial et que l'on
ajuste cette orientation de consigne en fonction d'une commande extérieure déterminé
par référence à une cible extérieure, ladite commande d'asservissement couvrant une
plage de fréquence plus large que ladite commande extérieure.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajuste ladite orientation
de consigne de façon à annuler l'écart angulaire existant entre la plate-forme et
une cible extérieure.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajuste ladite orientation
de consigne en fonction de l'écart angulaire existant entre le véhicule spatial et
une cible extérieure.
4. Système de commande pour l'orientation dans l'espace d'une plate-forme mobile montée
pivotante autour d'au moins un axe sur un véhicule spatial, mettant en oeuvre le procédé
de la revendication 1, du genre comportant de préférence au moins un actuateur susceptible
d'exercer à partir du véhicule spatial un couple de pivotement sur la plate-forme
autour audit axe en réponse à un détecteur (2) de mouvement ou de position de ladite
plate-forme mobile par rapport à un repère de référence, caractérisé en ce que ce
repère de référence étant lié au véhicule spatial (11), ledit détecteur (2) est adapté
à détecter le mouvement ou la position de ladite plate-forme par rapport au véhicule
et que le système comporte en outre au moins un circuit d'asservissement primaire
(16) transmettant les signaux émis par le détecteur (2) audit actuateur.(5, 6) associé
; et un élément de commande extérieure (9) relié audit circuit de commande d'asservissement
primaire (16) entre le détecteur (2) et l'actuateur pour ajouter aux signaux émis
par le détecteur un signal de commande extérieure.
5. Système de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de
commande extérieure (9) est relié à un détecteur d'écart angulaire (17) lié rigidement
à la plate-forme mobile (15), adapté à mesurer l'écart angulaire entre la plate-forme
mobile et une cible indépendante, l'élément de commande extérieure formant avec le
détecteur d'écart angulaire un circuit d'asservissement secondaire dont la bande passante
est plus faible que celle du circuit d'asservissement primaire (16), ce circuit visant
à maintenir nul le signal dudit détecteur d'écart angulaire (17).
6. Système de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de
commande extérieure (9) est relié à un détecteur d'écart angulaire (10), lié rigidement
au véhicule (11), adapté à mesurer l'écart angulaire entre le véhicule (11) et une
cible indépendante, de manière à maintenir la plate-forme alignée vers ladite cible,
par action sur le circuit de commande d'asservissement primaire (16).
7. Système de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que les signaux
des détecteurs de position (2, 2a) de la plate-forme mobile (22) sont utilisés après
soustraction avec des signaux caractérisant la position d'une autre plate-forme mobile
(21) semblable et voisine.
8. Système de commande selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé
en ce que le détecteur d'écart angulaire (10) est un détecteur d'écartométrie radiofréquence
par rapport à une balise radio fournissant les écarts angulaires dans deux directions.
9. Système de commande selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé
en ce que le détecteur d'écart angulaire (17) est constitué par un ensemble de détecteurs
terrestres infrarouge fixé sur la plate-forme mobile et fournissant les écarts angulaires
dans deux directions.
10. Système de commande selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé
en ce que le détecteur d'écart angulaire (10) est constitué par un ensemble de détecteurs
terrestres infrarouge fixé directement sur le véhicule (11) et fournissant les écarts
angulaires dans deux directions.
11. Système de commande selon la revendication 5 ou la revendication 6, caractérisé
en ce que le détecteur d'écart angulaire est constitué par un détecteur solaire ou
un viseur d'étoile.
12. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé
en ce qu'il comporte des détecteurs de position (2, 2a) formés par des capteurs de
déplacement à transformateur différentiel.
13. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé
en ce qu'il comporte des détecteurs de position (2, 2a) formés par des capteurs de
déplacements capacitifs.
14. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 11, caractérisé
en ce qu'il comporte des détecteurs de mouvement formés par des détecteurs (2, 2a)
de vitesse linéaires ou angulaires ou des détecteurs d'accélération linéaires ou angulaires.
15. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 14, caractérisé
en ce que le véhicule spatial est sur une orbite géostationnaire.
16. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 15, caractérisé
en ce que ladite plate-forme mobile (15) supporte au moins une antenne complète (14)
avec réflecteurs et cornets.
17. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 15, caractérisé
en ce que ladite plate-forme (15) supporte un réflecteur d'antenne seule (12), le
cornet 13) étant lié rigidement au véhicule spatial (11).
18. Système de commande selon l'une quelconque des revendications 4 à 15, caractérisé
en ce que la plate-forme mobile supporte un radiomètre ou un appareil de prise d'images
ou encore un appareil scientifique de mesures.
1. Process for commanding the orientation in space of a movable platform (15) mounted
on a space vehicle (11) so as to pivot about at least one axis (xx, yy), according
to which a pivoting torque about the said axes is exerted on the said platform from
the said vehicle as a function of a control command, so as to control the orientation
of the said platform in relation to a reference mark, whilst maintaining the said
platform in a predetermined nominal orientation relative to this mark, characterized
in that this reference mark is linked to the space vehicle, and in that this nominal
orientation is adjusted as a function of an external command determined by reference
to an external target, the said control command covering a wider frequency range than
the said external command.
2. Process according to Claim 1, characterized in that the said nominal orientation
is adjusted so as to cancel the angular deviation existing between the platform and
an external target.
3. Process according to Claim 1, characterized in that the said nominal orientation
is adjusted as a function of the angular deviation existing between the space vehicle
and an external target.
4. Command system for the orientation in space of a movable platform mounted on a
space vehicle so as to pivot about at least one axis, putting into practice the process
of Claim 1 and of the type possessing preferably at least one actuator capable of
exerting a pivoting torque about the said axis on the platform from the space vehicle,
in response to a detector (2) of the movement or position of the said movable platform
in relation to a reference mark, characterized in that, this reference mark being
linked to the space vehicle (11), the said detector (2) is designed to detect the
movement or position of the said platform in relation to the vehicle, and in that
the system also possesses at least one primary control circuit (16) transmitting the
signals emitted by the detector (2) to the said associated actuator (5, 6), and an
external command element (9) connected to the said primary control command circuit
(16) between the detector (2) and the actuator, in order to add an external command
signal to the signals emitted by the detector.
5. Command system according to Claim 4, characterized in that the external command
element (9) is connected to an angular-deviation detector (17) connected rigidly to
the movable platform (15) and designed to measure the angular deviation between the
movable platform and an independent target, the external command element forming with
the angular-deviation detector a secondary control circuit, the pass band of which
is smaller than that of the primary control circuit (16), the purpose of this circuit
being to keep the signal from the said angular-deviation detector (17) at zero.
6. Command system according to Claim 4, characterized in that the external command
element (9) is connected to an angular-deviation detector (10) connected rigidly to
the vehicle (11) and designed to measure the angular deviation between the vehicle
(11) and an independent target, so as to keep the platform aligned towards the said
target by acting on the primary control command circuit (16).
7. Command system according to Claim 4, characterized in that the signals from the
detectors (2, 2a) of the position of the movable platform (22) are used after subtraction
from signals characterizing the position of another similar and adjacent movable platform
(21).
8. Command system according to Claim 5 or Claim 6, characterized in that the angular-deviation
detector (10) is a detector of radio frequency deviation in relation to a radio beacon
supplying the angular deviations in two directions.
9. Command system according to Claim 5 or Claim 6, characterized in that the angular-deviation
detector (17) consists of an assembly of infrared ground detectors fastened to the
movable platform and supplying the angular deviations in two directions.
10. Command system according to Claim 5 or Claim 6, characterized in that the angular-deviation
detector (10) consists of an assembly of infrared ground detectors fastened directly
to the vehicle (11) and supplying the angular deviations in two directions.
11. Command system according to Claim 5 or Claim 6, characterized in that the angular-deviation
detector consists of a solar detector or a star finder.
12. Command system according to any one of Claims 4 to 11, characterized in that it
has position detectors (2, 2a) formed by displacement sensors of the differential-transformer
type.
13. Command system according to any one of Claims 4 to 11, characterized in that it
has position detectors (2, 2a) formed by capacitive displacement sensors.
14. Command system according to any one of Claims 4 to 11, characterized in that it
has movement detectors formed by detectors (2, 2a) of linear or angular velocity or
detectors of linear or angular acceleration.
15. Command system according to any one of Claims 4 to 14, characterized in that the
space vehicle is in a geostationary orbit.
16. Command system according to any one of Claims 4 to 15, characterized in that the
said movable platform (15) supports at least one complete antenna (14) with reflectors
and horns.
17. Command system according to any one of Claims 4 to 15, characterized in that the
said platform (15) supports a reflector of a single antenna (12), the horn (13) being
connected rigidly to the space vehicle (11).
18. Command system according to any one of Claims 4 to 15, characterized in that the
movable platform supports a radiometer or a picture-taking camera or a scientific
measuring instrument.
1. Steuerverfahren zum Ausrichten einer bewegbaren Trägerplatte (15) im Raum, die
um mindestens eine Achse (xx, yy) an einem Raumfahrzeug (11) schwenkbar angebracht
ist, gemäß welchem auf die Trägerplatte in Abhängigkeit von einem Regelbefehl von
dem Fahrzeug ein Schwenkmoment um die Achsen ausgeübt wird, um die Trägerplatte bezüglich
einer Bezugsmarkierung in ihrer Ausrichtung zu regeln und die Trägerplatte in einer
vorbestimmten Einstell-Ausrichtung bezüglich der Markierung zu halten, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bezugsmarkierung mit dem Raumfahrzeug verbunden ist und daß die Einstell-Ausrichtung
in Funktion von einer äußeren Steuerung, die durch Bezug auf ein äußeres Ziel bestimmt
ist, nachgestellt wird, wobei die Regelsteuerung einen größeren Frequenzbereich als
die äußere Steuerung überdeckt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell-Ausrichtung
in der Art nachgestellt wird, daß der bestehende Winkelabstand zwischen der Trägerplatte
und einem äußeren Ziel beseitigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstell-Ausrichtung
nachgestellt wird in Abhängigkeit von dem bestehenden Winkelabstand zwischen dem Raumfahrzeug
und einem äußeren Ziel.
4. Steuersystem zur Ausrichtung einer bewegbaren Plattform im Raum, die um mindestens
eine Achse an einem Raumfahrzeug schwenkbar angebracht ist, zur Ausführung des Verfahrens
nach Anspruch 1, der Art, die bevorzugt mindestens ein Stellglied besitzt, das befähigt
ist, von dem Raumfahrzeug aus ein Schwenkmoment auf die Trägerplatte um die Achse
auszuüben in Abhängigkeit von einem Fühler (2) für die Bewegung oder die Stellung
der bewegbaren Plattform bezüglich einer Bezugsmarkierung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bezugsmarkierung mit dem Raumfahrzeug (11) verbunden ist, daß der Fühler (2)
ausgelegt ist, die Bewegung oder die Stellung der Trägerplatte bezüglich des Fahrzeuges
zu erfassen und daß das System u. a. mindestens eine primäre Regelschaltung (16) besitzt,
welche die durch den Fühler (2) ausgesandten Signale dem zugehörigen Stellglied (5,
6) überträgt, und ein Außensteuer-Element (9), das mit der Primärregelschaltung (16)
zwischen dem Fühler (2) und dem Stellglied verbunden ist, um durch den Fühler ausgesandten
Signalen ein Außensteuerungs-Signal hinzuzufügen.
5. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Außensteuerelement
(9) mit einem Winkelabstandsfühler (17) verbunden ist, der starr mit der bewegbaren
Trägerplatte (15) verbunden ist und ausgelegt, den Winkelabstand zwischen der bewegbaren
Trägerplatte und einem unabhängigen Ziel zu messen, wobei das Außensteuerelement mit
dem Winkelabstands-Fühler eine sekundäre Regelschaltung bildet, deren Durchgangsband
geringer als das der primären Regelschaltung (16) ist und die Schaltung dazu dient,
das Signal des Winkelabstands-Fühlers (17) auf Null zu halten.
6. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Außensteuerelement
(9) mit einem Winkelabstands-Fühler (10) verbunden ist, der starr an dem Fahrzeug
(11) befestigt ist, und ausgelegt, den Winkelabstand zwischen dem Fahrzeug (11) und
einem unabhängigen Ziel zu messen, derart, daß die Trägerplatte zu dem Ziel durch
Einwirkung auf die Primärregelschaltung (16) ausgerichtet gehalten ist.
7. Steuersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Stellungsfühler
(2, 2a) der bewegbaren Trägerplatte (22) nach Subtraktion mit den die Stellung einer
anderen, gleichartigen und benachbarten bewegbaren Trägerplatte (21) charakterisierenden
Signalen benutzt werden.
8. Steuersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstands-Fühler
(10) ein Fühler für Hochfrequenz-Winkelmessung bezüglich einer Funk-Bake ist, der
Winkelabstände in zwei Richtungen liefert.
9. Steuersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstands-Fühler
(17) durch eine Anordnung aus an der bewegbaren Trägerplatte befestigten Infrarot-Erd-Fühlern
gebildet ist und die Winkelabstände in zwei Richtungen liefert.
10. Steuersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstands-Fühler
(10) durch eine Anordnung aus direkt an dem Fahrzeug (11) befestigten Infrarot-Erd-Fühlern
gebildet ist und die Winkelabstände in zwei Richtungen liefert.
11. Steuersystem nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelabstands-Fühler
durch einen Sonnenfühler oder ein Stern-Sichtgerät gebildet ist.
12. Steuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es
Stellungsfühler (2, 2a) besitzt, die durch Verschiebungsaufnehmer mit Differentialtransformator
gebildet sind.
13. Steuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es
Stellungsfühler (2, 2a) besitzt, die durch kapazitive Verschiebungsaufnehmer gebildet
sind.
14. Steuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es
Bewegungsfühler enthält, die durch Linear- oder Winkel-Geschwindigkeitsfühler (2.
2a) oder durch Linear- oder Winkel-Beschleunigungsfühler gebildet sind.
15. Steuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
Raumfahrzeug sich in einem geostationären Orbit befindet.
16. Steuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
bewegbare Trägerplatte (15) mindestens eine vollständige Antenne (14) mit Reflektoren
und Hörnern trägt.
17. Steuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 15. dadurch gekennzeichnet, daß die
Trägerplatte (15) nur einen Antennenreflektor (12) trägt, und das Horn (13) starr
mit dem Raumfahrzeug (11) verbunden ist.
18. Steuersystem nach einem der Ansprüche 4 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die
bewegbare Trägerplatte ein Radiometer oder eine Bildaufnahmevorrichtung oder eine
andere wissenschaftliche Meßvorrichtung trägt.