汎用型曳航体運動制御装置の開発研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11555264
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038562)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梶原 宏之 九州大学, 工学研究院, 教授 (30114862) ; 中村 昌彦 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (40155859) ; 加藤 直三 東海大学, 海洋学部, 教授 (00138637) ; 山本 郁夫 三菱重工業(株), 長崎研究所, 課長(主任研究員) ; 石井 和男 九州工業大学, 情報工学部, 講師 (10291527)
• Keywords: 曳航体 / 横揺れ制御 / 高速曳航

Research Abstract

本研究では機構がシンプルで、あらゆるタイプの曳航体に簡単に取り付けられて、信頼性が高い翼制御形式のハードウエアーを製作した。以下に製作した装置の概要を示す。
使用深度:0〜200m
曳航速度:4〜20ノット
最大横揺れ制御モーメント:1.8U2kg-m(ただしUは曳航速度でm/sec)
重量:40kg
材質:ステンレス製(フィンはFRP製)
先端に装置した発電機用プロペラは流体力を受けて回転し、発電機を回して発電する。これは内部の電子機器と制御翼を駆動するモータに電力を供給するものである。耐圧容器はステンレス製で20気圧までの外圧に耐えられる。また後部の一対の翼は反対称に回転し、曳航体の制御モーメントを発生する。発電機に続いて充電回路とバッテリーを配置している。充電回路はバッテリーの過充電を防止するものであり、バッテリーは供給電力の平滑化を図るためのものである。さらに続いて、CPUを配置している。CPUは翼角・ロール角などを記録するとともに、翼に角度指令を与える。またCPUの後部には傾斜計を配置し、ロール角を計測する。現在は最もニーズが高いロール制御に重点を置いているが、場合によってはピッチの制御も行なう。さらに後部にモータドライバーと翼駆動モータを配置している。
現在は回流水槽において連続運転試験を行い、システムの耐久性の検定を行なっている。また現在特許の出願(「汎用型曳航体姿勢制御装置」国有特許出願中、科学技術振興事業団番号2000P030)も行なっている。

Research Products

• [Publications] T.Yokobiki,W.Koterayama S.Yamaguchi,M.Nakamura: "Dynamic and Control of a Towed Vehicle in Transient Mode"Int.J.of Offshore and Polar Engineering. Vol.10 No.1. 19-25 (2000)
• [Publications] M.Nakamura,H.Kajiwara,W.Koterayama: "Development of an ROV Operated Both as Towed and Self-Propulsive Vehicle"Ocean Engineering. Vol.28. 1-43 (2000)
• [Publications] 横引貴史,山口悟,小寺山亘,中村昌彦: "曳航体「FLYING FISH」のH_∞コントローラーによる深度制御"九州大学大学院総合理工学報告. 第22巻 第3号. 323-333 (2000)