2011 Fiscal Year Annual Research Report
リアルタイム性を考慮したスウォーミングシステムの最適誘導制御
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21560822
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
内山 賢治 日本大学, 理工学部, 准教授 (90281691)
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| Keywords | スウォーミングシステム / フォーメーションフライト / 無人飛行機 / リアルタイム性 / ポテンシャル関数誘導法 / 分岐理論 / 最適誘導制御 / 状態推定 |
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| Research Abstract |
本研究は,スウォーミングシステム(あるミッションを達成するために複数の機体が個々の能力を有機的に結合し協働するシステム)に対して自律化技術を確立することを目的としている.また,この技術を検証するための実験対象として,UAV(Unmanned Aerial Vehicle:無人飛行機)のフォーメーションフライトを計画している.昨年度は,ポテンシャル関数誘導法に分岐理論を応用した誘導則を導出し,数値シミュレーションにより,その有効性を検証した.また,慣性航法装置やGPSを搭載したUAV(翼幅1m)を製作し,自律安定飛行を行った.
本年度は,誘導則を開発したUAVへ適用し,その有効性を確認することを目的として実験を計画した.誘導則を導出する際に作成したポテンシャル関数は,誘導ポテンシャルと排斥ポテンシャルから構成されている.誘導ポテンシャルは目的地へ向かうための指令値を,排斥ポテンシャルは障害物回避のための指令値をそれぞれ生成するための関数である.UAVはエルロンとラダー,エレベータの3舵とプロペラを入力として制御され,誘導則にはそれぞれの入力制約条件も考慮することが可能である.なお,開発したUAVに搭載した計測装置では全ての状態量を測定していないため,カルマンフィルタやオブザーバを適用し,観測していない状態量を推定して制御系を設計した.DACオブザーバを用いた状態推定等については,メルボルンで開催された国際会議IECON(Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society)およびポートランドで開催された国際会議GNC(AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference)において発表した.また,開発した誘導則をUAVに適用した実験結果については,ポルトガルで開催される国際会議IROS(IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems)において発表する予定である.
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