| 研究課題/領域番号 |
07555315
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 試験 |
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| 研究分野 |
海洋工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
鈴木 英之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00196859)
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| 研究分担者 |
岡 徳昭 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (80010891)
吉田 宏一郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90010694)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| キーワード | 柔軟構造物 / ドッキング / 自動組立 / 遠隔操作 / H∞制御 / 水中超音波 / 適応制御 / 非線形性 |
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| 研究概要 |
本研究では、大水深海洋開発対応の先端要素技術として、複数の大型海中構造物を遠隔操作で結合し、自動的に海中の目標地点で組み立てる技術の開発を行った。この技術は、海中建設の自動化を進める際の基礎となるものである。
まず、水中という非線形性と不確実性の共存する環境下で、目標軌道に沿って構造物を移動し、目標地点で高い精度でドッキングを行うため、H∞制御と適応制御を組み合わせた制御手法を開発した。この手法では、実制御対象のダイナミクスと数値モデルの誤差に起因する不安定化を防ぎ、構造物の弾性応答を抑えながら、高い精度で構造物の軌道追従及び位置保持を行うことが可能である。さらに、複数の構造物がドッキングした後のダイナミクスの変化に対応しつつ、さらに組立を続行することが可能である。
次に、柔軟な構造模型と超音波位置計測システム、スラスタシステムを製作し、水槽実験を行って構築した制御手法の確認、及び水中弾性構造物の自動組立手法の実証を行った。
模型は、約1m四方の平面的な骨組み柔軟構造であり、節点にスラスタと超音波センサを搭載した立方体状の集中質量を配したものである。実験のミッションは以下のようである。
1)1基の模型を弾性応答を制御しつつ、水槽壁面に設置したドッキングポストに精度3mm以内でドッキングする。
2)2基の模型を水槽中で浮遊状態で精度5mm以内でドッキングさせた後、一体となった構造をさらに水槽壁面にドッキングさせる。
以上いずれの実験にも成功し、本研究の当初の目的である、構造物のダイナミクスに関する不確実性と非線形性の存在する水中環境において、弾性応答を制御しつつドッキングさせる手法を開発することができた。さらにこれにより水中において柔軟な構造物を建設する基礎的な技術を開発することができた。
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