Study on optimization and practical use of adaptive disturbance rejection control systems for outdoor flight of an airship and outdoor flight experiments

• Project/Area Number: 22560444
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Control engineering
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: YAMADA Manabu 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (40242903)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): MIZUNO Naoki 名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (30135404) ; OOBA Yatsushi 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教 (90233254) ; YAMADA Takayoshi 岐阜大学, 工学部, 准教授 (00273318)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2012: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2011: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2010: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 制御理論 / 航空宇宙工学 / 飛行船 / 風外乱抑制 / 適応制御 / 自動操縦 / 制御工学 / 飛行実験 / 自動操船制御

Research Abstract

The aim of this study is to develop some practical automatic control systems for an underactuated airship. One of our main results is to solve some useful 3-dimensional control problems and to present some adaptive control systems to guarantee asymptotical disturbance rejection for the case where the dynamics of the airship are subjected to bounded uncertainties in the presence of a unknown persistent wind disturbance. Many flight simulations and experiments have been performed and the effectiveness of the proposed control systems has been demonstrated.

Research Products

• [Journal Article] Static Grasp Stability Analysis of Two Spatial Objects Including Contact Surface Geometry (2012)
  • Author(s): Takayoshi Yamada1, Toshiya Taki, Manabu Yamada and Hidehiko Yamamoto
  • Journal Title: TRANSACTION ON CONTROL AND MECHANICAL SYSTEMS Volume: VOL. 1, NO. 5 Pages: 218-224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Static Stability Analysis of a Single Planar Object Grasped by a Multifingered Hand (2012)
  • Author(s): Takayoshi Yamada, Manabu Yamada and Hidehiko Yamamoto
  • Journal Title: Journal of Mechanics Engineering and Automation Volume: 2 Pages: 606-627
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Stability Analysis of Multiple Objects Grasped by Multifingered Hands with Revolute Joints in 2D (2012)
  • Author(s): Takayoshi YAMADA, Manabu YAMADA, Hidehiko YAMAMOTO
  • Journal Title: Proceedings of 2012 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation Volume: 1 Pages: 1785-1792
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Static Stability Analysis of Spatial Grasps Including Contact Surface Geometry (2011)
  • Author(s): T.Yamada, T.Taki, M.Yamada, Y.Funahashi, H.Yamamoto
  • Journal Title: Advanced Robotics Volume: 25 Issue: 3-4 Pages: 447-472
  • DOI: 10.1163/016918610x552187
  • NAID: 10028239987
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Adaptiverobust control of an underactuatednonholonomic airship ‐ asymptoticalrejection against unknown winddisturbance- (2010)
  • Author(s): M.Yamada、他3名
  • Journal Title: Proceedings of the 20101EEE International Conference onControl Applications(IEEE-CCA) Pages: 1844-1849
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] AdaptiveRobust Control of an UnderactuatedNonholonomic Airship (2010)
  • Author(s): M.Yamada、他3名
  • Journal Title: Proceedings ofthe 13th International Conferense onClimbing and Walking Robots sndSupport Technologies for MobileMachines Pages: 1210-1218
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 定常風に対する飛行船システムの大域的な位置と姿勢の制御 (2010)
  • Author(s): 山田学、多喜康博、舟橋康行
  • Journal Title: 日本機械学会論文集C編 Volume: 76巻767号 Pages: 1770-1779
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高次チェインドシステムの大域的指数安定化制御一サンプル値制御法に基づいたオブザーバとフィードバック補償器の設計一 (2010)
  • Author(s): 山田学、高野洋瑛、舟橋康行
  • Journal Title: 計測自動制御学会論文集 Volume: 46巻4号 Pages: 199-208
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 非ホロノミックニ輪車両型移動ロボットシステムのサンプル値制御 一大域的指数安定化離散時間フィードバック補償器の設計一 (2010)
  • Author(s): 山田学、市川靖高、舟橋康行
  • Journal Title: 計測自動制御学会論文集 Volume: 46巻4号 Pages: 209-218
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 非ホロノミック2次チェインドシステムの大域的指数安定化制御 (2010)
  • Author(s): 山田学、高野洋瑛、舟橋康行
  • Journal Title: 日本機械学会論文集C編 Volume: 76巻764号 Pages: 875-885
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 非ホロノミック2次チェインドシステムの大域的指数安定化制御(オブザーバと安定化補償器の設計) (2010)
  • Author(s): 山田学, 高野洋瑛, 舟橋康行
  • Journal Title: 日本機械学会論文集C編 Volume: 76巻764号 Pages: 875-885
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高次チェインドシステムの大域的指数安定化制御-サンプル値制御法に基づいたオブザーバとフィードバック補償器の設計- (2010)
  • Author(s): 山田学, 高野洋瑛, 舟橋康行
  • Journal Title: 計測自動制御学会論文集 Volume: 46巻4号 Pages: 199-208
  • NAID: 10026208016
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 非ホロノミック二輪車両型移動ロボットシステムのサンプル値制御-大域的指数安定化離散時間フィードバック補償器の設計- (2010)
  • Author(s): 山田学, 市川靖高, 舟橋康行
  • Journal Title: 計測自動制御学会論文集 Volume: 46巻4号 Pages: 209-218
  • NAID: 10026208042
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 3次元空間移動ロボットの実用追従制御 (2013)
  • Author(s): 江口公規、山田学
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡
  • Year and Date: 2013-03-08
• [Presentation] 4ロータ小型ヘリコプタの最適追従制御 (2013)
  • Author(s): 森啓多、山田学
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡
  • Year and Date: 2013-03-08
• [Presentation] 車両型移動ロボットの実用追従制御 (2013)
  • Author(s): 荒川悠太、山田学
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡
  • Year and Date: 2013-03-08
• [Presentation] 追従精度を指定できる3次元空間移動ロボットの追従制御 (2013)
  • Author(s): 江口公規、山田学
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡
  • Year and Date: 2013-03-05
• [Presentation] 任意の追従誤差を達成する4輪車両型移動ロボットの追従制御 (2013)
  • Author(s): 荒川悠太，山田学
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡
• [Presentation] ３次元空間移動ロボットの実用追従制御 (2013)
  • Author(s): 江口 公規，山田 学
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡
• [Presentation] 追従精度を指定できる３次元空間移動ロボットの追従制御 (2013)
  • Author(s): 江口公規，山田学
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡
• [Presentation] 最適制御法に基づいた速度情報を必要としない4ロータ小型ヘリコプタの位置制御 (2013)
  • Author(s): 森 啓多，山田 学
  • Organizer: 第13回計測自動制御学会制御部門大会
  • Place of Presentation: アクロス福岡
• [Presentation] 外乱オブザーバに基づく4ロータ小型ヘリコプタの外乱抑制制御 (2012)
  • Author(s): 小口和紀、山田学
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2012-11-17
• [Presentation] 4ロータ小型ヘリコプターの姿勢制御 -適応安定化制御と外乱抑制制御- (2012)
  • Author(s): 小口和紀，江口公規，河合俊希，山田学
  • Organizer: 第３回プラントモデリング・第12回適応学習制御合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学
• [Presentation] 二輪車両の適応実用安定化制御 (2012)
  • Author(s): 堀田克也，高羽克尚，大羽達志，山田学
  • Organizer: 第３回プラントモデリング・第12回適応学習制御合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京工業大学
• [Presentation] 座標変換法に基づく4ロータ小型ヘリコプタの適応指数安定化制御 (2012)
  • Author(s): 太田修司，小口和紀，山田学
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] 騒音周期と音響伝達関数をオンラインで推定するアクティブノイズ制御 (2012)
  • Author(s): 遠藤洋樹，山田学
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] 非ホロノミック車両型移動ロボットのディジタル追従制御 (2012)
  • Author(s): 増利拓馬，山田学
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] ４ロータ小型ヘリコプタの適応追従制御 (2012)
  • Author(s): 堀田克也，大羽達志，山田学
  • Organizer: 第55回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 京都大学
• [Presentation] オブザーバに基づく4 ロータ小型ヘリコプターの追従制御 (2011)
  • Author(s): 安立光輝, 山田学, 大羽達志
  • Organizer: 第54回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 豊橋科学技術大学
  • Year and Date: 2011-11-20
• [Presentation] 飛行船の風外乱適応制御 (2011)
  • Author(s): 水野好昭、山田学
  • Organizer: 第54回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 橋科学技術大学
  • Year and Date: 2011-11-19
• [Presentation] 飛行船の風外乱適応制御 (2011)
  • Author(s): 水野好昭, 山田学
  • Organizer: 第54回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 豊橋科学技術大学
  • Year and Date: 2011-11-19
• [Presentation] 任意経路追従のための飛行船のロバスト適応制御 (2011)
  • Author(s): 谷口史哉, 山田学, 大羽達志
  • Organizer: 第11回適応学習制御シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京都東京工業大学
  • Year and Date: 2011-01-25
• [Presentation] 風外乱を考慮した劣駆動飛行船の適応追従制御 (2010)
  • Author(s): 三田英治, 山田学, 大羽達志
  • Organizer: 第53回自動制御連合講演会
  • Place of Presentation: 高知県高知市
  • Year and Date: 2010-11-05
• [Presentation] Robust Control of an Uncertain Underactuated Airship with Asymptotic Rejection against Wind Disturbance (2010)
  • Author(s): M.Yamada, H.Adachi, Y.Funahashi
  • Organizer: 2010 IEEE International Conference on Control Applications (IEEE-CCA)
  • Place of Presentation: 神奈川県横浜市(パシフィコ横浜)
  • Year and Date: 2010-09-10
• [Book] Emerging Trends in Mobile Robotics (2010)
  • Author(s): M.Yamada, H.Adachi
  • Total Pages: 9
  • Publisher: World Scientific Publishing Co.Pte.Ltd.
• [Remarks] 受賞者:山田学,太田進一,舟橋康行受賞日時:2010年8月20日受賞論文題目:高次チェインドシステムに対するオブザーバと安定化補償器の設計-座標変換とサンプル値制御に基づいた手法-学会名:公益社団法人 計測自動制御学会
• [Remarks]
  • URL: http://mcontrol.web.nitech.ac.jp/yamam/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 陸空両用の移動体 (2013)
  • Inventor(s): 山田学、江口公規
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋工業大学
  • Industrial Property Number: 2013-009856
  • Filing Date: 2013-01-23
• [Patent(Industrial Property Rights)] 全方位走行可能な陸空両用の移動体 (2013)
  • Inventor(s): 山田学、平松大輝、江口公規
  • Industrial Property Rights Holder: 名古屋工業大学
  • Industrial Property Number: 2013-032944
  • Filing Date: 2013-02-22
• [Patent(Industrial Property Rights)] 全方位走行可能な陸空両用の移動体 (2013)
  • Inventor(s): 山田学，平松大輝，江口公規
  • Industrial Property Rights Holder: 山田学，平松大輝，江口公規
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2013-032944
  • Filing Date: 2013-02-22
• [Patent(Industrial Property Rights)] 陸空両用の移動体 (2013)
  • Inventor(s): 山田学，江口公規
  • Industrial Property Rights Holder: 山田学，江口公規
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2013-009856
  • Filing Date: 2013-01-23