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クッションダンパによるタンブリング運動減衰へのファジィ/ニューロ制御応用法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 14550855
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関首都大学東京 (2005)
東京都立科学技術大学 (2002-2004)

研究代表者

小島 広久  首都大学東京, システムデザイン学部, 助教授 (50322350)

研究分担者 藤井 裕矩  首都大学東京, システムデザイン学部, 教授 (30070650)
研究期間 (年度) 2002 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2005年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワードアダプティ制御 / ビジュアルサーボ / ウェーブレット / ニューラルネットワーク / ファジィ制御 / adaptive control / Visual Servo / Wavelet / Neural Network / fuzzy control / adaptive / 宇宙ロボット / スライディングモード制御 / 適応制御 / 最適制御
研究概要

1.軌道上光環境模擬シミュレータを制作し,軌道上で太陽に照らされた人工衛星を想定した画像を撮像した。人工衛星の回転運動の映像を作成するために、駆動ドライバ装置を含む3個の駆動モータを用いたタンブリング運動模擬装置を作成し、Matlab Simulink上にモデルを作成した。得られた画像に対しウェーブレット変換を用いたエッジ抽出法が他の抽出法よりも有効であることを分った。また,自己組織化ネットワークを用いることでエッジ点をある程度的確にグループ化できることが確認できた。
2.実際に衝撃を与えてニューテーション運動の減衰実験を行うための装置も合わせて製作した。本装置の上部には、シリコンセンシングシステムズジャパン製CRS03-01を搭載してあり、±100[deg/s]の範囲で角速度を計測できるようになっている。本装置に、ソフトボールによって衝撃を与え、ソフトボールの速度変化を画像処理によって計測しその結果を元に推定した角運動量減衰量と、ジャイロによって計測した角動量減衰量を比較し、速度に応じた減衰効果を共に確認することができた。このことから、直接角運動量を計測できない場合であっても、投擲物の速度変化と衝突時の接触位置を画像処理することにより、角運動量減衰量の推定が可能であることを確認した。
3.機能不全衛星の捕獲のための角運動量減衰に対する方策として衝撃スラスト法を選択し自動制御の方法としてターゲットの形状を考慮した自律学習制御器の設計を行った。この自律学習制御器の性能を検討するために回転モデルごとの数値シミュレーションを行い良好な角運動量減衰結果を得た。さらに学習機構がある場合と無い場合との制御結果の比較を行い,学習機構によるfuzzyパラメータのチューニングが効果的であることを確認した.

報告書

(5件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (24件) 文献書誌 (12件)

  • [雑誌論文] 中間画像を利用した特長ベースと法2006

    • 著者名/発表者名
      児島広久, 米川豊
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 Vol.72,No.717(TBG)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Spacecraft Edge Edge Extraction by Wavelet Transformation2006

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., Usuda, Y., Kobayashi,T
    • 雑誌名

      Advances in Astronautical Sciences (TBT)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Feature-Based Visual Servo Using Middle Images2006

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., Yonekawa, Y.
    • 雑誌名

      Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers Part C 72(2)

    • NAID

      110004738291

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] pacecraft Edge Extraction by Wavelet Transformation2006

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., Usuda, Y., Kobayashi, T
    • 雑誌名

      Advances in Astronautical Sciences

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Experimental study on anglar momentum variation by impulsive input2006

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., Okami, J.
    • 雑誌名

      Proceedings of 37^<th> JSASS Annual meeting 2D17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] インパルス入力に対する角運動量変化の計測実験2006

    • 著者名/発表者名
      小島広久, 大上順也
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会、37回 年会講演論文集

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] エレクトロダイナミックテザー推進における電流入力整形2005

    • 著者名/発表者名
      渡部武夫, 藤井裕則, 小島広久, William Singhose
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集 Vol.53,No.621

      ページ: 482-489

    • NAID

      10020377664

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive Defection Limiting Control for Flexible Space Structure2005

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H, Shinghose, W.
    • 雑誌名

      56th International Astronautics Conference.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] インパルス入力に対する角運動量変化の計測実験2005

    • 著者名/発表者名
      小島広久, 大上順也
    • 雑誌名

      日本航空学会、37回 年会講演論文集

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] バーチャルストラクチャとバックステッピング法を用いたf-メーションフライト制御2005

    • 著者名/発表者名
      小島広久, 青山修平
    • 雑誌名

      日本機械学会 2005年度年次大会 講演論文集

      ページ: 3317-3317

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design of electric current profile for electrodynamic tether systems by input shaping method2005

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, T., Fujii, A.H, Kojima, H., Singhose, W.
    • 雑誌名

      Journal of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences Vol.53,No.621

      ページ: 482-489

    • NAID

      10020377664

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Adaptive Deflection Limiting Control for Flexible Space Structure2005

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H, Singhose, W.
    • 雑誌名

      56th International Astronautics Conference

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Formation flight using virtual structure and backstepping2005

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., Aoyama, S.
    • 雑誌名

      Proceedings of the mechanical engineering congress

      ページ: 361-362

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 中間画像を利用した持徴ベースト法2005

    • 著者名/発表者名
      小島広久, 米川豊
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編 Vol.72, No.717

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] エレクトロダイナミックテザー推進における電流入力整形2005

    • 著者名/発表者名
      渡部武夫, 藤井裕則, 小島広久, William Singhose
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集 Vol.53, No.621

      ページ: 482-489

    • NAID

      10020377664

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Spacecraft Edge Extraction by Wavelet Transformation2005

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., Usuda, Y., Kobayashi, T.
    • 雑誌名

      Advances in Astronautical Sciences

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive Deflection Limiting Control for Flexible Space Structure2005

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H, Singhose, W.
    • 雑誌名

      56th International Astronautics Conference.

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] バーチャルストラクチャとバックステッピング法を用いたフォーメーションフライト制御2005

    • 著者名/発表者名
      小島広久, 青山修平
    • 雑誌名

      日本機械学会 2005年度年次大会 講演論文集

      ページ: 3317-3317

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fly-around Motion Control Based on Exact Linearization with Adaptive Law2005

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H.
    • 雑誌名

      AIAA, Journal of Guidance, Control, and Dynamics Vol.28,No.1

      ページ: 167-169

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Formation Flight Using Feature-Based Visual Servo Technique2004

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., Aoyama, S., Yaiima K.
    • 雑誌名

      AIAA-2004-4738, AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference Aug 16-19 Providence RI

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Attitude alignment of an asymmetrical rigid spacecraft using two impulsive control torques2004

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H.
    • 雑誌名

      IFAC Workshop on Periodic Control Systems (PSYCO 04), Aug.30-Sep.1, Yokohama

      ページ: 62-67

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] タンブリング運動減衰のための投擲タイミングに対するニューロ・ファジィ解析2004

    • 著者名/発表者名
      小島広久, 高田 尚
    • 雑誌名

      航空宇宙学会,第35回年会講演会

      ページ: 84-86

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of Neural Network System to Spacecraft Attitude Estimation

    • 著者名/発表者名
      Kojima, H., Kobayashi, T.
    • 雑誌名

      24th International Symposium on Space Technology and Science

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 回転運動対象物に対する予測補正特徴ベースト法

    • 著者名/発表者名
      小島広久, 矢島康一
    • 雑誌名

      RoboMec2004

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 小島広久, 矢島康一: "回転運動対象物に対する予測補正特徴ベースト法"日本機械学会,RoboMec04講演論文集. (TBD). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 小島広久, 高田 尚: "タンブリング運動減衰のための投擲タイミングに対するニューロ・ファジィ解析"日本航空宇宙学会年会講演論文集. (TBD). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kojima, H., Yoneshima, H., Hashimoto, T., Fujii, H.A: "Reduction of Tumbling Motion by Contact Forces with Cushion Damper on Space Robot Manipulator"Proceedings of 11^<th> International Space Conference of Pacific-basin Societies. (TBD). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kojima, H., Nakajima, N.: "Multi-Objective Trajectory Optimization by a Hierarchical Gradient Algorithm with Fuzzy Decision Logic"Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. 68・PBD(TBD). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kojima, H.: "Target Capture via Sliding-Mode Control Incorporating a Reaction Control System"Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. 46・154. 133-142 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 小島広久, 中嶋伸幸: "ファジィ化階層勾配法による多目的軌道最適化,柔軟宇宙構造物のスルーマヌーバ問題への適用"日本航空宇宙学会論文集. 51・598. 589-596 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 小島広久: "特徴ベースト視覚サーボに対するファジィ制御補償"日本機械学会論文集C編. 68・668. 1119-1126 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小島広久: "適応スライディングモード制御による姿勢追従マニューバ"日本機械学会論文集C編. 68・668. 1113-1118 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kojima, H.: "End-Effector Trajectory to Avoid Collision with Undesirable Point of Target"Proceedings of 23^<rd> International Symposium on Space Technology and Science. Vol.1. 691-696 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小島広久: "楕円ポテンシャル場の局所最小点検出によるロボットの動作計画法"日本機械学会論文集C編. 68・670. 1798-1804 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 小島広久: "平滑規範モデル適応スライディングモード制御によるターゲヅト衛星への姿勢追従"日本航空宇宙学会論文集. 50・583. 301-309 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Kojima, H.: "Target Capture via Sliding-Mode Control Incorporating Manipulator Singularity Avoidance"Proceedings of 6^<th> International Conference on Motion and Vibration Control. Vol.1. 478-483 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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