| 研究概要 |
飛行データから機体の空力特性を推定する際、空気力に寄与する複数のパラメータ間に強い相関があると,空力特性の推定精度が劣化することが多重共線性の問題として知られている.本研究では,このパラメータ間の多重共線性発生の物理的な原因を明らかにするとともに,多重共線性を避けるための方法として,重心移動やガストの入力しての利用など,操舵以外の方法による操縦が有効であることをシミュレーションによって示した.
さらに,そのような方法のひとつとして,機体後方にブームを介して第2の尾翼を取り付け,その根元で力とモーメントを測定する,「フライングスティング」と名付けた装置により,より単純なマヌーバによって空力特性の推定を行う新しい方法を提案した.シミュレーション,および筆者らが開発した小型の遠隔操縦無人実験機による飛行実験システムを利用して飛行実験を行い,縦の空力特性について,その妥当性を確認した.
パラメータ間の多重共線性を避けるようなマヌーバの正確な実施や,フライングスティングによる飛行実験の支援のためには,機上制御コンピュータシステムが不可欠である.小型・軽量のPC104規格と呼ばれる市販のボードコンピュータシステムを利用し,機上制御コンピュータシステム開発した.システムの不具合やソフトウェアのバグを地上において検証するため,各種サブシステムやアクチュエータそのものをループに含む(ハードウェア・イン・ザ・ループ)リアルタイムフライトシミュレータ,およびリアルタイムOS的役割を果たすオブジェクト指向プログラミングの概念に基づくリアルタイムシステムを開発した.
小型の無人実験機に搭載することが困難な姿勢角センサにかわるものとして,ある程度のドリフトを持つ安価な角速度センサの積分値と,加速度センサ出力から得られる姿勢角から,それぞれ意味のある周波数帯をフィルタによって取り出し,加え合わせることによって正しい姿勢角を得る方法を開発した.
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