Stochastic Optimal Control of Unmanned Aerial Vehicles Against Cyber Attacks in the Presence of Uncertainty

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K14351
• Research Institution: Japan Aerospace EXploration Agency
• Principal Investigator: 松野 賀宣 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (70800845)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 確率最適制御 / 不確実性 / 飛行制御

Outline of Annual Research Achievements

本年度は，不確実性を考慮した最適制御アルゴリズムの開発を進めた．
航空機の運動方程式に含まれる風や機体性能誤差といった不確実性を確率的に表現し，arbitrary polynomial chaos expansion（PCE）を適用することにより，不確実性の定量化を行った．PCEにより大きな計算負荷をかけることなく不確実性を定量化することができ，さらに確率的最適制御問題を決定論的最適制御問題に変換して解くことできる．また，arbitrary PCEにより，任意の誤差分布（実際のデータから得られる誤差分布）を取り扱うことが可能であるのが特徴である．今後，単機の問題から複数機が絡み合う問題へ適用し，提案するアルゴリズムを拡張する予定である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目標であった不確実性を考慮した最適制御アルゴリズムの開発を計画通りに実施することができた．

Strategy for Future Research Activity

引き続き，不確実性を考慮した最適制御アルゴリズムについて検討を進め，単機の問題から複数機が絡み合う問題へと拡張し，数値シミュレーションによる有効性の検証を行う．また，実時間で高速に解を求められるようアルゴリズムの改良検討を進める．

Causes of Carryover

予定していた学会参加を次年度に繰り越したため．
研究成果の発表に使用する計画である．