2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Stabilizer-less Unmanned Helicopter and Flight Control System Based on Understanding of Stabilizer's Effect
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15H03947
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中西 弘明 京都大学, 工学研究科, 講師 (50283635)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 無人ヘリコプタ / スタビライザ / フラッピング運動モデル / 飛行制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サブテーマ(1) 「ロータブレードのフラッピングと機体運動モデルの構築」において，スタビレス機の挙動には誘起速度の非一様分布が大きな影響をもつことを明らかにしたが，さらに風の影響を組み込んだ機体運動モデルを構築した．これにより，不規則風や定在風など様々な環境条件を考慮した飛行シミュレーションが可能となっただけでなく，スタビレス機の飛行制御系の設計基盤としても活用できる．また，従来法のようにHohenemserの仮定を設けて，ロータブレードフラップ角運動を無視して制御系を構築すると，フラップ角の共振を引き起こすことを明らかにした．
サブテーマ（2）「ダイナミクスベース航法システムによるロータフラッピング運動の推定」では，低次元化したモデルに基づいて，無風時におけるブレードフラップ角の推定機構を構築したが，ジャイロなど機体に搭載しているセンサのサンプリングレートからは十分な精度を得られないことが明らかになった．そこで，レーザ変位計を応用することにより，ロータフラップ角を直接計測し，それをもとに機体状態の推定を行うシステムの試作を行った．
サブテーマ（3）「スタビライザを超越する知的ロバスト適応飛行制御の実現」では，ロータブレードフラップ角の制御を含んだ逆ダイナミクス変換法により飛行制御系を構築する方法を提案した．しかし，元の運動モデルを元に設計した場合は理論的には動作するが，高階微分が必要であることおよびフラップ角目標値フィルタの応答速度が過大になることから，実機では動作しなかったため，低次元モデルに提案法を適用して飛行制御系を構築した．その飛行制御系の実機実験を行ったところ，適切に機能するだけでなく，スタビライザを搭載した機体と比較して，安定性，操縦容易性，運動性いずれも超越することができることを明らかにした．
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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