風・波などの外乱の影響を補償する船舶の操縦運動制御システムの研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07455398
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 小川原 陽一 九州大学, 工学部, 教授 (20214033)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩本 才次 九州大学, 工学部, 助手 (80091338) ; 新開 明二 九州大学, 工学部, 助教授 (10112301) ; 貴島 勝郎 九州大学, 工学部, 教授 (90038042)
• Keywords: 船舶 / 操縦運動 / 制御システム / 目標値追従 / 外乱補償 / 学習制御 / フィードフォワード制御 / 逆伝達関数

Research Abstract

1.風による外乱の操縦運動への影響を表わす数学モデルの研究
現在船舶の操縦運動を表わす数学モデルとして最もよく用いられているいわゆるMMGモデルに風の影響を付加したものを導出し、計算機シミュレーションによる検討のための制御対象の数学モデルを求めることができた。
2.補償システムにおいて簡易に風外乱を推定する数学モデルの研究
風によって船体に働く風圧力および風圧モーメントの推定は、sherwoodの簡易推定式を用いて精度よくかつ簡便に求められることを、以前行われた模型実験結果を用いて検証することができた。
3.風の影響を補償するシステムの補償性能の研究
(1)学習機能により、逆伝達関数を用いた線形の補償システムで実用上十分な補償ができることを確認した。
(2)フィードフォワード方式による補償のため、外乱の影響に対して速やかな補償を行うことができることが判明した。
4.複数外乱(風と潮流など)に対する補償システムの研究
(1)複数の外乱が存在する場合にも、複数の外乱の影響の補償が相互干渉することなく良好に制御できることが明らかになった。
(2)複数の制御量と複数の外乱に対応する極めて複雑なシステムの場合にも、多くの学習方程式の最適な係数を決める方法を見いだし、実用上十分な学習速度を確保することを可能とした。

Research Products

• [Publications] Yohichi Ogawara: "FEEDBACK-ERROR-LEARNING NEURAL NETWORK FOR THE AUTOMATIC MANEUVERING YSTEM OF A SHIP" 1995 IEEE International Conference on Neural Networks Proceedings. Vol.1. 225-230 (1995)
• [Publications] 小川原 陽一: "風外乱補償機能を付加した船舶操縦運動の学習型フィードフォワード制御方式の基礎検討" 日本造船学会論文集. 第178号. 321-328 (1995)
• [Publications] 小川原 陽一: "船舶操縦運動の学習型フィードフォワード制御方式の実用化に関する研究(I)" 日本造船学会論文集. 第180号. 705-712 (1996)