2019 Fiscal Year Annual Research Report
Rudder-Roll stabilization autoilot based on statistical model predictive control
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17K06978
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
寺田 大介 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (80435453)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松田 真司 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター), 国際海洋政策研究センター, 教授 (20601834)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 操縦性 / 横揺れ応答モデル / ARXモデル / モデル予測制御 / 粒子フィルタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初はRBF-ARXモデルをモデル予測制御のための数学モデルとして用いる予定であったが、前年度において提案した操縦運動中における横揺れ応答モデルが種々の面で有益であることが明らかに出来た。その結果を踏まえ、本年度は、横揺れ応答モデルを用いて、モデル予測制御による舵減揺型オートパイロットのためのプログラム作成した。制御における評価関数の重みに関して数値実験に基づいて検討した。数値実験を行うに当たっては、前後揺れ―左右揺れ―横揺れ―船首揺れの4自由度操縦運動モデルを新たに構築した。この場合において、波浪などの外力の影響は、簡単のために、舵力に関する項に有色雑音を付加することによって考慮した。対象船は垂線間長さ25mの漁業調査船とした。同モデルの基本的な特性は平水中における旋回試験の結果に基づいて確認した。提案するモデル予測制御による舵減揺型オートパイロットは、PD制御との比較に基づいて、その有効性を確認した。さらに、提案する方法の信頼性を評価するために、有色雑音を生成するための乱数の種を4回変更して、同様な数値実験を行った。その結果を統計的に評価したところ、乱数の種の変更による不確かさの影響を受けないことが確認できた。したがって、提案する方法は、保針性能および舵による減揺性能が極めて良いと考えられる。実船実験による検証も試みたが、実施日の海象状態が非常によく船が全く揺れなかったことから、提案する方法の有効性を実船実験結果に基づいて検証できていない。この点に関しては、今後も継続して検討していく予定である。
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Research Products
(3 results)
