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2004 Fiscal Year Annual Research Report

垂直着陸機の最適誘導と適応制御アルゴリズムの開発

Research Project

Project/Area Number 14550856
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

嶋田 有三  日本大学, 理工学部, 教授 (90060235)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 内山 賢治  日本大学, 理工学部, 講師 (90281691)
Keywords最適誘導 / 適応制御 / 月面着陸機 / 垂直着陸 / 軟着陸 / 最少燃料
Research Abstract

過去同様,(1)誘導制御方式の理論的研究とシミュレーション,(2)並列DSPボードによるリアルタイムシミュレーション,の2点に分けて実施された.
(1)最適誘導制御則の研究
昨年度までは,制御対象の運動方程式を線形系と考えて「ジャーク最小最適誘導則」を導き,シミュレーションを行ってきたが,その成果を本年度の第24回ISTS国際会議で発表すると共に,航空宇宙学会に投稿した.
さらに本年度は,新たに制御対象を非線形運動と厳密化し,この非線形運動方程式に対して「厳密な線形化」理論とジャーク最小最適誘導則を併用した新しい誘導方式を開発し,シミュレーション結果と共に日本航空宇宙学会北部支部講演会にて発表した.この際,シミュレーション用再使用型ロケットモデルとして,本年度は新たに独自のモデルロケットをCFD上に構築し,揚力係数CL,抗力係数CD,揚力係数CM等を推定し,これらのデータに基づいてシミュレーションを実施した.
(2)並列DSPボードによるリアルタイムシミュレーション
リアルタイムシミュレーションを再度実施し,有限語調問題,離散化による極限零点問題演算時間遅れ,タイム・ツー・ゴー(time-to-go)解,センサー特性,計測ノイズ,などに対する影響を調べた.特に,極限零点問題に関しては解析法が進展し,サンプリング周波数との関係を明確にすることが出来た.
さらに,従来は不完全であったタイム・ツー・ゴーに関する6次代数方程式の実数解から,最適なタイム・ツー・ゴー解を抽出する過程について条件を見直した結果,精度の良いシミュレーションが可能となった.最後に,計測ノイズについて,実際のセンサー仕様を考慮に入れたシミュレーションを実施した結果,ダウンレンジ方向の精度を劣化させると,終端で最大12mの誤差を観測したが,燃料消費に対する影響は少なかった.

  • Research Products

    (3 results)

All 2005 2004

All Journal Article (3 results)

  • [Journal Article] Minimum Jerk Guidance for Lunar Lander2005

    • Author(s)
      Kenji Uchiyama, Yuzo Shimada, Kazuhiro Ogawa
    • Journal Title

      Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences 48・159(掲載予定)

  • [Journal Article] 垂直着陸機における誘導システムの構築2005

    • Author(s)
      小川貴広, 安部明雄, 嶋田有三, 内山賢治
    • Journal Title

      日本航空宇宙学会北部支部2005年講演会 (発表予定)

  • [Journal Article] Optimal Guidance using Jerk and Tracking Control for a Lunar Lander2004

    • Author(s)
      Kenji Uchiyama, Yuzo Shimada, Kazuhiro Ogawa
    • Journal Title

      Proc.of International Symposium on Space Technology and Science, July 2004 (CD-ROM)

    • Description
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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Published: 2006-07-12   Modified: 2016-04-21  

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