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耐故障飛行誘導制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26289321
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関東京大学

研究代表者

鈴木 真二  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30196828)

研究分担者 土屋 武司  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50358462)
佐藤 昌之  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主任研究開発員 (90358648)
増位 和也  国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 研究員 (50358652)
研究協力者 上村 常治  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
14,300千円 (直接経費: 11,000千円、間接経費: 3,300千円)
2017年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2015年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2014年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
キーワード航空宇宙工学 / 耐故障飛行制御 / 最適制御 / 安全 / 航空工学 / 飛行制御 / 制御工学 / 飛行実験 / 誘導・航法・制御
研究成果の概要

飛行中の故障時に、適応的に制御則を調整することで、故障後も安定した飛行を実現する耐故障飛行制御システムを開発し、実験用航空機を用いた飛行試験を実施し、補助翼や昇降舵の効きの低下、飛行中の重心移動による安定性の低下を補償できることを確認した。その後、安定化された機体をパイロットが実際に操縦可能かどうかを評価するために、フライトシミュレータにより故障後のパイロットワークロードを計測し、耐故障飛行制御システムが故障時にパイロットの操縦を容易にすることを確認した。さらに、故障後にパイロットの飛行を支援するために、飛行経路を実時間で最適に生成する実時間最適飛行経路生成システムを開発し有効性を検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

飛行中の故障時に、適応的に制御則を調整することで、故障後も安定した飛行を実現する耐故障飛行制御システムを開発し、実験用航空機を用いた飛行試験を実施し、飛行中の故障による安定性の低下を維持できることを確認した。また、安定化された機体をパイロットが実際に操縦できることをフライトシミュレータにより評価し、耐故障飛行制御システムが故障時にパイロットの操縦を容易にすることを確認した。さらに、飛行経路を実時間で最適に生成する実時間最適飛行経路生成システムを開発し、故障後のパイロットの作業を軽減できることを示した。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (10件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] ONERA/ダッソー(フランス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] エクスター大学/ブリストル大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] SZTAKI(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ONERA/Dassau(フランス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Exter大学/ブリストル大学(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] SZTAKI(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ONERA/Dassau(フランス)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Exeter大学/ブリストル大学(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] SZTAKI(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] USOL(スペイン)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Flight test of fault-tolerant flight control system using simple adaptive control with PID controller2018

    • 著者名/発表者名
      Hidenobu Matsuki, Taishi Nishiyama, Yuya Omori, Shinji Suzuki, Kazuya Masui, Masayuki Sato
    • 雑誌名

      Aircraft Engineering and Aerospace Technology

      巻: 90-1 号: 1 ページ: 210-218

    • DOI

      10.1108/aeat-03-2016-0052

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 航空機搭載ライダーからの情報を用いた突風領域最適回避経路の実時間生成2017

    • 著者名/発表者名
      正村康太郎, 土屋武司
    • 雑誌名

      日本航空宇宙学会論文集

      巻: 65-6 ページ: 227-234

    • NAID

      130006243128

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Flight Test of Fault-Tolerant Flight Control System Using Simple Adaptive Control with PID Controller2017

    • 著者名/発表者名
      Hidenobu Matsuki, Taishi Nishiyama, Yuya Omori and Shinji Suzuki, Kazuya Masui and Masayuki Sato
    • 雑誌名

      Aircraft Engineering and Aerospace Technology

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Fault-tolerant Flight Control System with Simple Adaptive Control Considering Pilot Input2018

    • 著者名/発表者名
      Ryoichi Takase, Jorg O. Entzinger, and Shinji Suzuki
    • 学会等名
      31st Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Stochastic Control for Landing and Collision Avoidance2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimizu, T. Tsuchiya
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Summary of Fault Tolerant Flight Control in “VISION” in Horizon2020 Research Project2018

    • 著者名/発表者名
      M. Sato and S. Suzuk
    • 学会等名
      第61回自動制御連合講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Real-Time Optimal Path Generation Avoiding Turbulent Areas Using LIDAR Information2016

    • 著者名/発表者名
      Shomura, K. and Tsuchiya, T.
    • 学会等名
      APISAT-2016
    • 発表場所
      富山市、富山国際会議場
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単純適応制御を用いた航空機の重心後退時における耐故障飛行制御に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      松木秀伸,西山泰史,鈴木真二
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会
    • 発表場所
      東京都、東京大学山上会館
    • 年月日
      2016-04-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Simple Adaptive Control with PID for MIMO Fault Tolerant Flight Control Design2016

    • 著者名/発表者名
      T. Nishiyama, S. Suzuki, M. Sato, and K. Masui
    • 学会等名
      AIAA SciTech
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      2016-01-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単純適応制御を用いた航空機の重心後退時における耐故障飛行制御に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      松木 秀伸,西山 泰史,鈴木 真二,佐藤 昌之,増位 和也
    • 学会等名
      日本機械学会 第24回 交通・物流部門大会
    • 発表場所
      東京都渋谷区 東大生産研
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] MuPAL-α の可変操縦制御を用いた B747 モデルの突風および操縦応答模擬2015

    • 著者名/発表者名
      佐藤 昌之,増位 和也
    • 学会等名
      第53回飛行機シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛県松山市松山市総合コミュニティセンター
    • 年月日
      2015-11-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 単純適応制御による航空機の耐故障飛行制御2015

    • 著者名/発表者名
      西山 泰史,鈴木 真二
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会年会講演会
    • 発表場所
      東京都文京区東京大学山上会館
    • 年月日
      2015-04-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Flight Experimental Aircraft “MuPAL-α” Its Capability and  Several Flight Test Results2015

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Sato
    • 学会等名
      Bristol University Seminar
    • 発表場所
      英国、ブリストル
    • 年月日
      2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単純適応制御を用いた耐故障制御システムの設計と飛行試験2014

    • 著者名/発表者名
      徳永大知,増位和也,鈴木真二
    • 学会等名
      TRANSLOG2014
    • 発表場所
      東京、東大生産技術研究所
    • 年月日
      2014-12-01 – 2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Technology and Innovation for Flight Safety2014

    • 著者名/発表者名
      S. Suzuki
    • 学会等名
      AEROTECH V
    • 発表場所
      マレーシア、Kuaka Lumpur
    • 年月日
      2014-10-29 – 2014-10-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Flight evaluation of fault-tolerant control system using simple adaptive control method2014

    • 著者名/発表者名
      D. Tokunaga, K. Masui, S. Suzuki
    • 学会等名
      APISAT2014
    • 発表場所
      中国、上海
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-16  

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