| 研究課題/領域番号 |
18K04194
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
軸屋 一郎 金沢大学, フロンティア工学系, 准教授 (90345918)
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| 研究分担者 |
木野 勝 京都大学, 理学研究科, 助教 (40377932)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 制御工学 / 能動光学 / 天体望遠鏡 |
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| 研究実績の概要 |
せいめい望遠鏡の分割主鏡制御の基礎検討を行った。望遠鏡の設計情報をもとに制御対象のモデル化を行った。分割主鏡は１８枚の分割鏡（内周セグメント６枚と外周セグメント１２枚）と内周リングから構成される。分割鏡と内周リングにはそれぞれ3個のアクチュエータが配置され、回転２自由度、並進１自由度の制御が可能である。本研究では内周リングを基準面として用いることとして、１８枚の分割鏡の合計５４自由度を制御する問題として定式化した。アクチュエータはステッピングモータを含み、角速度・速度指令を与えて角度・位置制御を行うので、積分器を用いて動特製をモデル化した。また、分割鏡と分割鏡の間には各辺２個ずつ距離センサが配置されており、内周セグメントと内周リングの間には合計１２個の距離センサが配置されており、合計７２個のセンサが配置されている。状態変数（角度・位置）から距離センサ出力までの依存関係を、設計データをもとに幾何学的に割り出し、線形化を行うことにより作用行列を導出した。以上により、分割主鏡制御問題における制御対象を導出した。次に、制御系の概念設計を行った。分割主鏡制御問題は、出力フィードバック制御であるが、作用行列は列フルランクであり左擬似逆行列を計算可能である。センサ出力に左擬似逆行列を作用させれば状態変数を計算可能である。そこで、定数ゲインと左擬似逆行列の積をフィードバックゲインとする定数出力フィードバック制御則を考え、集中制御と名付けた。また、幾何学的な考察から、分割鏡の近傍のセンサ出力のみを用いて状態変数の近似値を計算可能である。近似値をもとに擬似状態フィードバック制御を行う定数出力フィードバック制御則を考え、分散制御と名付けた。最後に、設計データをもとに集中制御と分散制御のシミュレーションを行い、両者の有効性を検証した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
モデル化と制御則の提案を行い、シミュレーション検討も行えたので、実機試験を行う段階にあるから。
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| 今後の研究の推進方策 |
集中制御と分散制御を望遠鏡実機に実装して、実機試験を行いたい。設計段階では、アクチュエータの速度飽和のみを考慮したが、実機実装した際に様々な制限が生じることが予想される。科研費から旅費支出を行い、出張と天文台への滞在を繰り返すことにより、緊密な連携を深めて実機試験を進めたい。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度に実機試験に行くことになるので旅費を残した
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