ドラッグフリー衛星の残留姿勢誤差を減らすために、モーメンタム交換に基づく指向安定性制御機構を設計した。複合軸制御の原理を採用し、ドラッグフリー姿勢制御ループと連携することで、衛星の指向安定性精度をナノラジアンレベルまで向上させ、作動流体の消費を減らし衛星寿命の延長を達成した。圧電セラミックを用いて感度軸のモーメンタム交換機構を設計し、衛星姿勢力学に基づき小質量ブロック運動による付加干渉トルクを導出・解析した。複合軸システムの主軸システムと副軸システムをそれぞれ調整し、性能要件を満たすシステム帯域幅を算出した。フィードフォワード逆モデルと適応PID制御を用いて圧電セラミックの非線形性および衛星に加わる擾乱を補償した。最後にAdamsとSimulinkの合同シミュレーションによりシステム全体の実現可能性を検証した。シミュレーション結果は、本機構の介入が制御システムの帯域幅を効果的に低減し、1 mHz～1 Hzの範囲で10 nrad·Hz^{-1/2}の指向安定性制御を実現できることを示した。

ドラッグフリー衛星;複合軸制御;姿勢安定性;圧電セラミック