特定の面配列分割ステップイメージングを用いた航空光学ペイロードにおいて、俯角分割ステップ制御システムは、位置指令の突発的な変化およびモーターの起動停止により機体全体の微小振動が発生し、システムの調整時間が時系列制御を超過し、画像取得の品質に影響を与える問題がある。階層構造のAnti-Windup付き主副ループカスケード制御に基づく階層的動的複合制限制御法を提案し、“一周撮影開始信号”および“位置／速度制御信号”に基づき、電圧限界および速度限界の振幅を動的に計画し、ステップ位置指令の突発的変化に適応し、必要に応じて機体全体の微小振動の影響を低減し、最終的にペイロードの時系列制御要件を満たす。制御実験および動的イメージング実験の結果、本航空光学ペイロード俯角分割ステップ制御システムに階層的動的複合制限制御を適用したことにより、撮影段のステップ位置および復帰段の復帰制御において高速性および定常状態性能が達成され、撮影段の位置ステップ制御の定常調整時間が26.56%短縮され、復帰段の位置復帰制御の定常調整時間は18.47%短縮された。本手法はペイロードの時系列制御要件を満たし、動的イメージングにおける横方向の画像ずれ補償効果を向上させる。

航空光学ペイロード;航空用カメラ;制限;アンチサチュレーション;階層制御