2019 Fiscal Year Research-status Report
Generalization of Uncertainty Models in Stochastic Optimal Control and Its Application to Robust Trajectory Design
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19K15214
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Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
Principal Investigator |
尾崎 直哉 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 特任助教 (90836222)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | Uncertainty / 不確定性 / 最適制御 / 軌道最適化 / 確率制御 / ロバスト制御 / Trajectory Optimization / Stochastic Cotnrol |
Outline of Annual Research Achievements |
今年度は,不確定性モデルの一般化を目指した初期検討を行った.特に,惑星周回ミッションにおいて重要である惑星軌道投入に焦点を当てて,ロバストな軌道投入則の一般化を目指した研究を遂行した.惑星軌道投入は,惑星探査ミッションにおいて,最もクリティカルなイベントの一つである.2010年に打ち上げられたあかつきミッション(JAXA)では,この惑星軌道投入に一度失敗しており,ミッション全体に大きな損失を与えてしまった.そこで,本研究では,このようなクリティカルなイベントに対してロバストな惑星軌道投入則の確立を目的とする.本研究の提案手法を用いると,万が一,惑星軌道投入に失敗してしまったとしても,比較的短時間に惑星と再会合することが可能となる.先行研究では自由帰還軌道を用いてロバスト性を高めていたのに対して,本研究では深宇宙軌道制御マヌーバを行うことを前提としたロバスト軌道投入則を提案した.このような拡張によって,より一般的な不確定性モデルを扱うことが可能となり,先行研究よりロバストで最適性の高い軌道が実現された.本研究成果は,当該分野で権威的であるAAS/AIAA Space Flight Mechanics Meetingで発表し,アメリカ航空宇宙学会AIAAのJournal of Spacecraft and Rocketsへ投稿・査読中である.また,上記の研究とは別に,博士研究で確立したTube Stochastic Optimal Controlに関する論理体系をまとめた論文がアメリカ航空宇宙学会AIAAのJournal of Guidance, Control, and Dynamicsに掲載採択されている.
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
不確定性モデル評価のための第一ステップとして,一般的な不確定性モデルを考慮した経験則ベースの軌道設計アプローチを確立したため,概ね順調である.
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Strategy for Future Research Activity |
今後の研究としては,一般的な不確定性を考慮し,経験則を用いない軌道設計手法の確立を目指す.そのためには,本年度論文掲載されたTube Stochastic Optimal Controlが基礎となると考えている.Tube Stochastic Optimal Controlで扱うべき不確定性を一般化することで,本研究課題の解決を目指す.次年度は,二段確率計画問題などの計算コストの低い問題に適用することで,理論検証を行うことを目指す.
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[Journal Article] EQUULEUS Trajectory Design2020
Author(s)
Kenshiro Oguri, Kenta Oshima, Stefano Campagnola, Kota Kakihara, Naoya Ozaki, Nicola Baresi, Yasuhiro Kawakatsu, and Ryu Funase
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Journal Title
The Journal of the Astronautical Sciences
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Mission Analysis for the EM-1 CubeSats EQUULEUS and OMOTENASHI2019
Author(s)
Stefano Campagnola, Javier Hernando-Ayuso, Kota Kakihara, Yosuke Kawabata, Takuya Chikazawa, Ryu Funase, Naoya Ozaki, Nicola Baresi, Tatsuaki Hashimoto, Yasuhiro Kawakatsu, Toshinori Ikenaga, Kenshiro Oguri, Kenta Oshima
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Journal Title
IEEE Aerospace & Electro. Systems Magazine
Volume: 34
Pages: 38-44
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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