劣駆動型宇宙機への無駄時間補償・一定制御手法の研究

• 研究課題/領域番号: 19560787
• 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
• 研究代表者: 小島 広久 首都大学東京, システムデザイン研究科, 教授 (50322350)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2007年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 劣駆動システム / 適応制御 / スライディングモード制御 / 不連続制御 / 非ホロノミック拘束 / 劣駆動 / 一定量制御 / 宇宙機

研究概要

2リンク平面宇宙ロボットの姿勢制御問題において, モデル化誤差(本体の慣性能率誤差)及び時間遅れを補償するために, 適応不変マニフォールドベースト切替制御則を提案した. 本提案手法は, 動径不変向角と呼ばれる不変マニフォールドに到達するまで, アームを目標値まわりで一定回転させつつ, 本体慣性能率誤差を補償する第1段階と, 目標値まで不変マニフォールド上を滑る第2段階からなる不連続な制御手法である. 数値計算により, 慣性能率および遅れ時間をほぼ正しく推定でき, アーム角度ならびに本体姿勢を目標値へ遷移させることが可能であること及び整定時間がムカジーら提案の方法よりも短いことを確認した.

研究成果

• [雑誌論文] Stabilization of Angular Velocity of Asymmetrical Rigid Spacecraft Using Two Constant Torques (2007)
  • 著者名/発表者名: 小島広久
  • 雑誌名: Journal of Guidance, Control, and Dynamics 30 ページ: 1163-1168
  • 査読あり
• [学会発表] 平面2リンク宇宙ロボットに対する適応不変マニフォールドベースト切替制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小島広久, 笠原梓司
  • 学会等名: 第17回スペース・エンジニアリング・コンファレンス
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-01-23
• [学会発表] Invariant Manifold Based Switching Control of Two-Dimensional Free-Flying Space Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: Kojima, H., Kasahara, S.
  • 学会等名: AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conferenc
  • 発表場所: ホノルル・ハワイ
  • 年月日: 2008-08-18
• [学会発表] Delay-Time Estimated Constant Torque Control for Two-Dimensional Free-Flying Space Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: Kojima, H., Kasahara S.
  • 学会等名: 26^<th> International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: 浜松
  • 年月日: 2008-06-03
• [学会発表] 劣駆動2リンク宇宙ロボットの遅れ時間補償制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 笠原梓司, 小島広久
  • 学会等名: 第52回宇宙科学技術連合講演会
  • 発表場所: 淡路島
• [学会発表] Invariant Manifold Based Switching Control of Two-Dimensional Free-Flying Space Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: Kojima, H., and Kasahara, S.
  • 学会等名: AIAA-2008-6261, AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference
  • 発表場所: in Honolulu, Hawaii
• [学会発表] Delay-Time Estimated Constant Torque Control for Two-Dimensional Free-Flying Space Robot (2008)
  • 著者名/発表者名: Kojima, H., and Kasahara S.
  • 学会等名: ISTS08-d-10
  • 発表場所: ISTS in Hamamatsu