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実用追従制御法に基づいた外乱とノイズに強い飛行船の最適制御系の設計と屋外飛行実験

研究課題

研究課題/領域番号 25420435
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 制御・システム工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

山田 学  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40242903)

連携研究者 水野 直樹  名古屋工業大学, 工学研究科, 教授 (30135404)
山田 貴孝  岐阜大学, 工学部, 准教授 (00273318)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワード制御理論 / 最適制御 / 飛行船 / 4元数 / 追従制御 / 非線形システム / 非ホロノミックシステム / 厳密な線形化 / 制御工学 / 航空宇宙工学 / 実用追従 / 4元数
研究成果の概要

本研究の目的は、実用的な飛行船の自動航行制御システムを開発することである。本研究では、非線形かつ非ホロノミックな飛行船に対する実用追従制御手法に基づいた新しい最適制御系の設計法を開発した。提案する制御法は、追従偏差に許容誤差を導入する新しいアイデアにより、非ホロノミック・非線形な制御対象を厳密に線形化できるため,過渡応答や外乱抑制の最適化やコントローラ設計の簡単化を達成した。飛行実験やシミュレーションにより成果の有用性を実証した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Adaptive Tracking Control of Quad-Rotor Helicopter in Quaternion Based on Iinput-Output Linearization with Online Estimation of Inertia Moment2015

    • 著者名/発表者名
      Y.Kutuna、M.Ando and M.Yamada
    • 雑誌名

      International Journal of Advanced Mechatronics Systems

      巻: 6 号: 5 ページ: 237-246

    • DOI

      10.1504/ijamechs.2015.072827

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tracking Control of Quad-rotor Helicopters Suspended a Power Supply Cable with On-line Estimation of Disturbances2015

    • 著者名/発表者名
      H.Hayakawa, S. Obata and M.Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of IEEE International Conference on Advance Mechatronics Systems

      巻: 1 ページ: 423-428

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] All-round two-wheeled quadrotor helicopters with protect-frames for air-land-sea vehicle (controller design and automatic charging equipment)2015

    • 著者名/発表者名
      Nana Takahashi, Shuhei Yamashita, Yurina Sato, Yuta Kutsuna, Manabu Yamada
    • 雑誌名

      Advanced Robotics

      巻: 29 号: 1 ページ: 69-87

    • DOI

      10.1080/01691864.2014.991754

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptive Position Control of Quad-Rotor Helicopter in Quaternion Based on Input-Output Linearization2014

    • 著者名/発表者名
      Yuta Kutsuna, Makoto Ando and Manabu Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2014 International Conference on Advanced Mechatronic Systems

      巻: 1 ページ: 243-248

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 入出力線形化に基づくクアッドロータヘリコプタの適応H∞追従制御2014

    • 著者名/発表者名
      森 啓多、堀田 克也、山田 学
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 50 ページ: 784-791

    • NAID

      130004714150

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] バックステッピング法に基づく4 ロータ小型ヘリコプタの適応追従制御2014

    • 著者名/発表者名
      堀田克也、山田学、大羽達志
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 50 ページ: 177-184

    • NAID

      130004549772

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exponential stabilization of quad-rotor helicopter based on exact linearization and disturbance rejection with on-line estimation of disturbances2013

    • 著者名/発表者名
      Makoto Ando, Kazuki Oguchi and Manabu Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE Annual Conference 2013

      巻: 1 ページ: 1180-1185

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sampled-data control of four-rotor mini quadrotor with on-line estimation of translational velocities2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Hiramatsu and Manabu Yamada
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE Annual Conference 2013

      巻: 1 ページ: 1186-1191

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 4ロータ小型ヘリコプタの外乱推定器に基づく位置制御2016

    • 著者名/発表者名
      早川、加藤、山田学
    • 学会等名
      第3回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム (南山大学)
    • 発表場所
      南山大学
    • 年月日
      2016-03-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] サンプル値制御を用いた二輪車両型移動ロボットの追従制御2015

    • 著者名/発表者名
      奥田 哲也,大羽 達志,山田 学
    • 学会等名
      第58回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2015-11-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 目標経路を考慮した四輪車両型移動ロボットの適応実用追従制御2015

    • 著者名/発表者名
      矢田 凌佑,井美 拓也,山田 学,柿並 俊明,内藤 剛,加藤 浩明
    • 学会等名
      第14回運動と振動の制御シンポジウム
    • 発表場所
      栃木県総合文化センター
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 斜面走行時における2輪走行型飛行ロボットの適応制御2015

    • 著者名/発表者名
      井藤,朽名,山田 学
    • 学会等名
      第14回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • 発表場所
      栃木県総合文化センター
    • 年月日
      2015-06-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ケーブル給電式4ロータ小型ヘリコプタの外乱推定器に基づく位置制御2015

    • 著者名/発表者名
      小幡翔吾、早川勇望、山田学
    • 学会等名
      第二回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 地上走行時における2輪型4ロータヘリコプタの適応実用追従制御2015

    • 著者名/発表者名
      朽名佑太、山下修平、井藤光博、山田学
    • 学会等名
      第二回計測自動制御学会制御部門マルチシンポジウム
    • 発表場所
      東京電機大学
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] フィールドロボティクス -空中ロボット最前線-2014

    • 著者名/発表者名
      山田学
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門 東海地区特別講演会
    • 発表場所
      愛知工業大学
    • 年月日
      2014-11-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 飛行船の適応実用追従制御 -目標軌道の曲率に基づいた手法-2014

    • 著者名/発表者名
      平松大輝、山田学
    • 学会等名
      第57回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      群馬伊香保 ホテル天坊
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 目標経路を考慮した二輪車両型移動ロボットの適応実用追従制御2014

    • 著者名/発表者名
      岩澤和磨、井美拓也、山田学、柿並俊明、内藤剛、加藤浩明
    • 学会等名
      第57回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      群馬伊香保 ホテル天坊
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 目標軌跡の曲率を考慮した車両型移動ロボットの適応実用追従制御2014

    • 著者名/発表者名
      井美拓也、岩澤和磨、山田学
    • 学会等名
      計測自動制御学会第一回マルチシンポジウム
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 時変の許容誤差を持つ車両型移動ロボットの実用追従制御2014

    • 著者名/発表者名
      岩澤和磨、井美拓也、山田学
    • 学会等名
      計測自動制御学会第一回マルチシンポジウム
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 3次元空間移動ロボットの適応実用追従制御2013

    • 著者名/発表者名
      江口公規、山田学
    • 学会等名
      日本機械学会第13回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • 発表場所
      九州産業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 車両型移動ロボットの適応実用追従制御2013

    • 著者名/発表者名
      荒川悠太、山田学
    • 学会等名
      第56回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      新潟大学工学部
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 入出力線形化に基づくクアッドロータヘリコプタの適応位置制御2013

    • 著者名/発表者名
      森啓多、山田学
    • 学会等名
      第56回自動制御連合講演会
    • 発表場所
      新潟大学工学部
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 厳密な線形化手法に基づく4ロータ小型ヘリコプタの適応追従制御2013

    • 著者名/発表者名
      山下修平、堀田克也、森啓多、山田学
    • 学会等名
      日本機械学会第13回「運動と振動の制御」シンポジウム
    • 発表場所
      九州産業大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] 飛躍するドローン -マルチ回転翼型無人飛行機の開発と期待される応用研究2016

    • 著者名/発表者名
      山田 学、野波健蔵 他
    • 総ページ数
      341
    • 出版者
      ニッケイ印刷出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 自動充電式無人飛行ロボット「忍者UAV」

    • URL

      http://youtu.be/5AsIB8A1VDI

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] Automatic Rechargeable NINJA UAV

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=5AsIB8A1VDI

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 機械制御研究室

    • URL

      http://mcontrol.web.nitech.ac.jp/yamam/

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] Automatic Rechargeable NINJA UAV

    • URL

      http://youtu.be/5AsIB8A1VDI

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 機械制御研究室

    • URL

      http://mcontrol.web.nitech.ac.jp/yamam/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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