| 研究課題/領域番号 |
12450396
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
大久保 博志 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40094502)
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| 研究分担者 |
村松 鋭一 山形大学, 工学部, 助教授 (40273809)
得竹 浩 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80295716)
東 久雄 大阪府立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50316006)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | 宇宙構造物 / 能動制御 / 振動制御 / 構造 / 制御系設計 / スマート構造 / 異常診断 / 圧電材料 / 知的構造システム |
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| 研究概要 |
本研究では,宇宙アンテナなどの極度に軽量柔軟な構造物を構造材料に埋め込んだ能動要素(圧電素子など)を用いて能動的に精密制御する知的構造システムを提案し、その基礎となる制御系設計法についての研究を行った。また、軌道上での運用を考慮して、スマート構造システムの信頼性を高めるため、制御系の異常診断アルゴリズムについての研究を行った。
(1)柔軟宇宙構造物の制御系設計法に関する研究
1-1 軽量で柔軟な宇宙構造物の形状と振動を制御するための制御法に関する研究を行った。剰余モードによる制御系のスピルオーバ不安定化を防止するロバストな制御系設計法を提案し、その有効性を数値シミュレーションにより示した。
1-2 制御対象のパラメータが不確定な場合に有効なロバストな制御系設計法として、スライディングモード制御に着目し、制御系設計法についての検討を数値シミュレーションおよびスマートはりモデルを用いた制御実験を行った。
1-3 構造と制御系の同時最適設計法についての研究を行った。一般的に構造と制御の同時最適設計問題は、構造と制御の同時最適化問題で発生する変数の非線形項によってBMI問題になる。BMI問題を効率良く解くための手法を提案し、低自由度の問題に適用してその有効性を示した。
(2)スマート構造制御システムの異常診断に関する研究
スマート構造システムを宇宙アンテナの形状制御や柔軟な宇宙機の振動制御にもちるためにはシステムの高い信頼性か要求される。このような自動制御システムを実現するために、異常をいち早く発見し、故障に対応する自己診断機能および自己修復機能をもつ先進的な自動制御システムについての研究を行った。制御系の入出力データをモニタし,センサやアクチュエータに発生する異常を自律的に検出・同定し、修復するための理論と方法について研究し、圧電素子を用いた柔軟はり制御実験装置を用いて、シミュレーションおよび実験による検討を行った。
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