| 研究概要 |
以下の研究を行った.
●コントローラの導出 むだ時間を考慮したH_∞最適コントローラを導出した.その際むだ時間は近似を行わずに取り扱い,乗法的摂動に対するロバスト安定化問題として定式化した.それをNevanlinna-Pickの方法によるモデルマッチング問題に帰着することで,厳密解(無限次元の最適コントローラ)が解析的に導出された.
●航空機への応用 導出したコントローラを,航空機の横・方向の運動のエルロンによるロール角(バンク角)制御に適用した.パラメータ変動に対するロバスト安定性を調べたところ,ダッチロールモード固有振動数に対して許される変動が小さいことがわかった.また,むだ時間要素のミスマッチングに対する安定限界をスモールゲイン定理及びナイキストの方法で調べた.スモールゲイン定理は安定領域をかなり保守的に評価しており,ナイキストの方法ではより広い領域にわたる安定性を保証できることを示した.設計したコントローラの性能を時間領域で評価し,スモールゲイン定理で保証されるむだ時間ミスマッチングであればよい応答特性が得られることがわかった.
●実証モデルの製作 さらに,むだ時間を厳密に取り扱ったコントローラの性能を実証するモデルとして,ロータの応答にむだ時間を含む垂直離着陸機の小型モデルを製作した.このモデルのホバリング時のピッチング運動を同定しH_∞コントローラを適応することで,むだ時間を含む航空機の制御特性を明らかにした.
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