| 研究課題/領域番号 |
17K06978
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
船舶海洋工学
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
寺田 大介 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (80435453)
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| 研究分担者 |
松田 真司 海上保安大学校(国際海洋政策研究センター), 国際海洋政策研究センター, 教授 (20601834)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 操縦性 / 横揺れ応答モデル / ARXモデル / モデル予測制御 / 粒子フィルタ / 時系列モデル / 横揺れ / 操縦応答モデル / 海上安全 / 機械力学・制御 |
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| 研究成果の概要 |
本研究課題では統計的モデル予測制御による舵減揺型オートパイロットの開発に取り組んだ。モデル予測制御に用いる数学モデルとして、横流れおよび旋回との連成影響を含んだ横揺れ応答モデルを提案した。また、横揺れ応答モデルのパラメータ推定法として逐次データ同化を用いる方法も同時に提案した。さらに、連続時間における横揺れ応答モデルはステップ不変な変換により離散化できることを示した。モデル予測制御に関しては、粒子フィルタを用いる方法を採用し、安定した制御を実現するための評価関数を提案した。提案した制御方法は、数値実験により検証し、その有効性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまでは不可能であった、操縦運動中における横揺れの応答モデルを構築できた点が非常に大きな成果である。厳密な数学モデルを構築できたことにより、様々な制御方法による舵減揺システムの開発の可能性を切り開けた。この点が学術的な意義である。
船の横揺れを舵のみで減じることができれば、横揺れによる貨物損傷などを防止でき、船の安全運航に大きく貢献できる。さらに、揺れの低減は船の抵抗も減少させるため、経済運航への寄与もある。
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