2012 Fiscal Year Annual Research Report
屋外飛行のための飛行船の外乱適応型制御システムの最適化と実用化と屋外飛行実験
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22560444
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山田 学 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40242903)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 制御工学 / 航空宇宙工学 / 飛行船 / 風外乱抑制 / 適応制御 / 自動操縦 / 飛行実験 / 自動操船制御 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は実用的な飛行船の自動航行制御システムを開発し，無人飛行船を用いた飛行実験により有効性を実証することである．平成２４年度の具体的な研究成果は以下のとおりである．
１．飛行船自動制御システムの製作と基礎実験：平成２３年度に得られた小型飛行船の運動データや制御則に基づき，自動制御装置を製作し，飛行実験により基礎データの取得と解析を行った．
２．外乱適応制御システムの最適化と実用化：平成２３年度に得られた成果を拡張し，つぎの(a)と(b)を同時に達成する実用的で最適なコントローラの設計法を導出した．(a)風外乱に対する過渡応答特性を最適化し，飛行船の動きなどのデータを用いて風から受ける力（風力）を推定・補正し，オンラインで制御器を自動調整することで，安定かつ任意の希望の地点にすばやく移動する最適コントローラ．(b)持続的な未知の風外乱が加わっても，ある与えられた領域内にとどまり続ける適応外乱抑制コントローラ．平成２３年度では，モデルベース適応制御法を応用して風力をオンライン推定し，研究代表者の提案する座標変換法を応用することで，風外乱の中で船首をすばやく風に向ける自然なアプローチ操船を達成するコントローラを導出したが，システム全体のロバスト性などに実用上の問題点を有していた．本年度はそれらの問題点を解決するコントローラを求めた．
３．揺れを抑える飛行船制御システムの解析と設計：平成２３年度に得られた成果を拡張し，テザー飛行船を用いて屋外での小型飛行船の運動テータの取得と解析を行い，同時に実験機に必要なパラメータの同定を行った．同定結果に基づきシステム設計を行い，風外乱に対する飛行船の揺れをできるだけ小さく抑える最適コントローラの設計法を与えた．
４．シミュレーションおよび実験による有効性の検証：上記の成果を実機データに基づいたシミュレーションおよび実験により有効性を実証した．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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