研究課題
基盤研究(A)
海中では大気中もしくは宇宙空間のように電波による通信ができない為に、超音波による情報伝送が唯一の手段であるが、電波に比較して情報密度が極端に落ちるために、海中で用いるビ-クルには高い自律性が必要である。本研究では自律性の高い海中ビ-クルの制御設計支援ソフトの開発を目指して研究を行った。研究方法としては、これまで試行錯誤的に行ってきた海中ビ-クルの制御システムの設計法を確立することを目的として、流体力実験・制御システムの試設計・数値シミュレーション等を行い、運動方程式の確立と一般化、流体力係数の推定法の開発、運動方程式の線形化の自動化・高精度化を行った。更に全体を手順の決まった定型作業と研究開発の対象となる非定型作業に分け、前者を計算機で自動的に設計出来るような手法を開発した。曳航式海洋観測ビ-クルと広域海底探査ビ-クルを具体的な応用例として選択し、数学モデルの作成とそれに基づく制御系の設計を試みた。特に両者ともに機体部分の流体力係数の算定に加えて、曳航索・通信ケーブルのモデル作成が重要であり、さらに制御用フィン、スラスター、姿勢制御用重錘など海中ビ-クルに用いるほとんどすべてのアクチュエーターを検討対象とした。これらの広い範囲の検討により、本研究で開発された制御設計支援ツールは実用性・汎用性に極めて優れており、今後の海洋ビ-クルの制御設計に有用である事が確認できた。
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