Combining Machine Learning and Probabilistic Predictive Vibration Control to Achieve Broadband High Accuracy Vibration Control of an Observation Satellite Extension Truss

• Project/Area Number: 25K01414
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 槙原 幹十朗 東北大学, 工学研究科, 教授 (60392817)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原 勇心 東北大学, 工学研究科, 助教 (00979049) ; 浅沼 春彦 金沢大学, フロンティア工学系, 助教 (10757298)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2029-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥25,740,000 (Direct Cost: ¥19,800,000、Indirect Cost: ¥5,940,000); Fiscal Year 2028: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000); Fiscal Year 2027: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2026: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2025: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000)
• Keywords: 振動制御 / 準能動制振 / 予測制御 / 圧電 / 宇宙構造物

Outline of Research at the Start

準能動制振の将来予測を世界で初めて可能にした．その振動予測値を活用して無駄な制御入力を減らすことで，制振に要する消費エネルギを従来比の 1/1000 以下にまで低減する準能動制振手法を開発してきた．一方，確率的な将来予測には大きな不確定性が含まれ，制振性能と消費エネルギに深刻な悪影響を与えることも明らかになった．そこで本研究では，確率的予測の精度を劇的に向上させるために「更新型ガウス回帰に基づくランダム振動外乱予測の新技術」と「確率行列理論に基づく確率的エネルギ消費理論」を構築し，高精度制振と低エネルギ消費を両立する「次世代観測衛星のための確率的予測に基づく宇宙構造制振」を実現する．