2010 Fiscal Year Annual Research Report
海底地形追従用自律巡航型海中ビークルの最適機体形状・制御方法に関する研究
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20360395
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
中村 昌彦 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (40155859)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 名誉教授 (80038562)
梶原 宏之 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (30114862)
胡 長洪 九州大学, 応用力学研究所, 准教授 (20274532)
百留 忠洋 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋工学センター, 技術研究主任 (90359133)
西 佳樹 横浜国立大学, 工学研究院, 准教授 (70470052)
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| Keywords | 海中ビークル / 海底地形追従 / 制御工学 / 最適形状 / 知能ロボティック |
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| Research Abstract |
近年、地震研究・メタンハイドレード等の海底資源探査・地球深部探査船「ちきゅう」等による深海底掘削の事前調査のため、自律巡航型海中ビークル(AUV:Autonomous Underwater Vehicle)を使用して、精密な海底断層・地形図を作製することが求められている。この目的のためにはAUVを海底地形に精密に追従させて航走させる必要があり、高品質なデータを取得するためには海底地形の傾斜にも追従するようビークルのトリムを制御することが望ましい。そこで、本研究は海中ビークルを海底地形に追従させて航走させるための最適機体形状・最適運動制御方法を見出すことを目的とする。
今年度は、JAMSTEC所有の垂直方向に平たいマンボー型ビークルについて設計した運動制御コントローラーを実装し、実海域試験により性能を評価した結果、スラスターの動特性をコントローラー設計に考慮しなければよい制御性能が得られないことがわかった。また、前年度に製作したくじら型巡航ビークル模型を使用して動的流体力係数を求めCFDによる結果と比較検討し、計算精度の向上を図った。さらに、海底地形追従に有利と考えられるうちわざめ型ビークル模型を製作し、模型試験により静的・動的流体力係数を求めCFDによる結果と比較検討を行った。計測結果と計算結果は良く一致し、昇降舵の翼への取り付け部に間隙があると舵の性能が極端に劣化することもわかった。最後に、模型試験を行った2種類のビークルについて運動シミュレーションを行い、うちわざめ型ビークルの海底地形追従性能が良好であることを確認した。
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