汎用型曳航体運動制御装置の開発研究

2000 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 11555264
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 海洋工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 小寺山 亘 九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80038562)
• 研究分担者: 梶原 宏之 九州大学, 工学研究院, 教授 (30114862) ; 中村 昌彦 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (40155859) ; 加藤 直三 東海大学, 海洋学部, 教授 (00138637) ; 山本 郁夫 三菱重工業(株), 長崎研究所, 課長(主任研究員) ; 石井 和男 九州工業大学, 情報工学部, 講師 (10291527) ; YAMAGUCHI Satoru Research Institute for Applied Mechanics Research Ass. (00253542)
• 研究期間 (年度): 1999 – 2000
• キーワード: 曳航体 / 横揺れ制御 / 高速曳航 / 独立型

研究概要

本研究では機構がシンプルで、あらゆるタイプの曳航体に簡単に取り付けられて、信頼性が高い翼制御形式のハードウエアーを製作した。以下に製作した装置の概要を示す。
使用深度:0〜200m
曳航速度:4〜20ノット
最大横揺れ制御モーメント:1.8U2kg-m(ただしUは曳航速度でm/sec)
重量:40kg
材質:ステンレス製(フィンはFRP製)
先端に装置した発電機用プロペラは流体力を受けて回転し、発電機を回して発電する。これは内部の電子機器と制御翼を駆動するモータに電力を供給するものである。耐圧容器はステンレス製で20気圧までの外圧に耐えられる。また後部の一対の翼は反対称に回転し、曳航体の制御モーメントを発生する。発電機に続いて充電回路とバッテリーを配置している。充電回路はバッテリーの過充電を防止するものであり、バッテリーは供給電力の平滑化を図るためのものである。さらに続いて、CPUを配置している。CPUは翼角・ロール角などを記録するとともに、翼に角度指令を与える。またCPUの後部には傾斜計を配置し、ロール角を計測する。現在は最もニーズが高いロール制御に重点を置いているが、場合によってはピッチの制御も行なう。さらに後部にモータドライバーと翼駆動モータを配置している。
現在は回流水槽において連続運転試験を行い、システムの耐久性の検定を行なっている。また現在特許の出願(「汎用型曳航体姿勢制御装置」国有特許出願中、科学技術振興事業団番号2000P030)も行なっている。

研究成果

• [文献書誌] 中村昌彦,小寺山亘,横引貴史: "曳航体「FLYING FISH」のH_∞コントローラーによる深度制御"西部造船会会報. 98. 135-150 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Yokobiki,W.Koterayama,S.Yamaguchi,M.Nakamura: "Dynamic and Control of a Towed Vehicle in Transient Mode"Int.J.of Offshore and Polar Engineering. Vol.10 No.1. 19-25 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] M.Nakamura,H.Kajiwara,W.Koterayama: "Development of an ROV Operated Both as Towed and Self-Propulsive Vehicle"Ocean Engineering. Vol.28. 1-43 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 横引貴史,山口悟,小寺山亘,中村昌彦: "曳航体「FLYING FISH」のH_∞コントローラーによる深度制御"九州大学大学院総合理工学報告. 第22巻第3号. 323-333 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Yokobiki, W.Koterayama, S.Yamaguchi and M.Nakamura: "Dynamic and Control of a Towed Vehicle in Transient Mode"Int.J.of Offshore and Polar Engineering. Vol.10, No.1. 19-25 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] M.Nakamura, H.Kajiwara and W.Koterayama: "Development of an ROV Operated Both as Towed and Self-Propulsive Vehicle"Ocean Engineering. Vol.28. 1-43 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Yokobiki, S.Yamaguchi, W.Koterayama and M.Nakamura: "Depth Control of Towed Vehicle "FLYING FISH" by H_∞ Controller"Engineering Sciences Reports, Kyushu Univ.. Vol.22, No.3. 323-333 (2000)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より