2015 Fiscal Year Annual Research Report
GAとハイブリッド機体モデルによるヘリの軌道創発システムの開発と高機動飛行の実現
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26820072
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
藤原 大悟 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60604642)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 飛行制御 / 高機動 / GA / 軌道創発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当年度は、前年度に検討したインナーループ飛行制御則の追加検討及び飛行試験と、軌道創発の中心となるGAを用いたアルゴリズムの検討を主に行った。
インナーループ飛行制御則については、前年度から引き続き改良設計し、制御則を実験機搭載制御装置に組み込み、機体を飛行させ、試験データを取得する飛行試験を実施した。本試験においては、並行検討中の軌道創発アルゴリズムの代わりとして、アウターループ制御則を組み込んでホバリング・直進・旋回などの高機動飛行を行わせ、性能を確認した。なお、前年度問題となった機体振動については、この飛行試験と並行して専門家と共に原因究明および対策を行い最終的に解決はしたものの、対策に長い時間を要し飛行実証に影響した。
軌道創発アルゴリズムの検討については、まず、インナーループ飛行制御則を作成済みのハイブリッドモデルに組み込み、軌道創発に必要となる拡大制御系を構築した。次に、アルゴリズムの中心であるGAについて次の設計を行った。機体が通るべきいくつかのウェイポイントは与えられるものとし、解軌道の候補である各個体の遺伝子は直交3軸加速度により与え、初期個体群はウェイポイントをもとに設定した。GAの計算に必要となる適応度スケーリング方式、個体選択方式、突然変異および交叉の各関数を設計した。また、適応度関数は、到達したウェイポイントの数と所要時間をもとに点数を与える方式を基本とした。個体数数十程度で計算し、所望の解軌道が得られることを確認した。ただしその一方で、長い計算時間や、解の再現性の低さ、突然変異を主因とする振動励起といった問題が見つかり、今後に課題を残した。
以上、研究期間全体を通じ、課題の積み残しはあったものの、小型ヘリの高機動飛行とそのための軌道創発について、初期段階の検討として実現可能性が確認され、また、今後へ向けての展望を開くことができた。
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