SES型高速艇(側壁型エアクション艇)の運動制御システムの研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555295
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大和 裕幸 東京大学, 工学部, 助教授 (50220421)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 岩夫 東京大学, 工学部, 助手 (70010890) ; 小山 健夫 東京大学, 工学部, 教授 (10010696)
• Keywords: SES / 船体運動制御 / ファジ-制御 / シミュレーション / 船舶性能

Research Abstract

研究実績の概要(当該年度報告)
本年は、計算機関係の整備と制御関係ソフトウエアの開発に主眼をおいた。SES型高速艇では胴体部に働く流体力と空気室内の空気力とが絡み合い複雑な運動特性となる。とくに波浪中の特性はきわめて複雑で開口部から空気が漏れることの影響などが大きく、通常の線形方程式で取り扱えるところは少ない。また古典制御、現代制御双方とも線形範囲内での制御であり、SES型高速艇の制御には非線形影響を取り入れる複雑なシステムが必須である。そこで、制御系設計用ソフトウエアMATRIXxを用いて非線形影響を精密に考慮したシミュレータを構築することをめざした。シミュレータは刻々の状況から運動方程式を正確に計算する事ができる。空気室内の運動方程式は疑似線形化したものを用いた。船体に働く外力の算定はきわめて難しく、文献調査を行い推進システムの効率、造波抵抗のほか、シールやフインに働く力、波浪外力等適宜実験結果等から補正して実状をよん表現するものを構成した。現在、シミュレーション結果について精度等の検討を行っている。一方、制御システムについては、線形範囲内でフインを用いたピッチ制御、ルーバーを用いたヒ-ブ制御について検討しており、PID制御を中心に必要なフインやルーバーのサイズやゲインの設定を行っている。
シミュレーションや制御系設計の道具立てがそろったところで、今後、系の非線形性に対応するためのファジ-推論やBang‐Bang制御を用いて、また、フィードバックする状態変数についても現実に計測可能なものを考え、もっとも優れたものを構成していく。