Modeling and control for unstable mechanism of suspended flexible load in floating structure with position-keeping system

• Project/Area Number: 24K01102
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24020:Marine engineering-related
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 大坪 和久 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, グループ長 (50435773)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 圭 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 研究員 (60636827) ; 中條 俊樹 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 研究員 (70506477) ; 小森山 祐輔 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 研究員 (90805110) ; 奥田 隆輔 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 海上技術安全研究所, 研究員 (21000423)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000); Fiscal Year 2026: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2025: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2024: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
• Keywords: 洋上クレーン / 柔軟構造物 / 洋上風車 / 位置保持制御 / 振動モード

Outline of Research at the Start

石油・天然ガス開発等の海洋空間利用が進むに従って、海上での重量物のクレーン作業を行う場面が増えてきている。洋上クレーン作業は海気象条件に応じて浮体、吊荷の運動が複雑に連成するため、陸上クレーン以上に困難な作業となる。さらに吊荷が長大な柔軟構造物の場合には、浮体の位置保持制御によって吊荷の複雑な振れ回り現象が誘起される。これは浮体の位置保持制御系設計において無視した高次モードが閉ループ系のダイナミクスの極を不安定域へシフトさせたことが一つの原因と考えられる。本研究では、柔軟構造物の高次モードが浮体波浪中運動や柔軟構造物の低次モードに与える影響を明らかにした上で、最適な制御系設計法を確立する。