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2014 年度 実施状況報告書

構造的かつ戦略的に巧みなハイパースマート飛行体の開発と制御

研究課題

研究課題/領域番号 25420215
研究機関電気通信大学

研究代表者

田中 一男  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (00227125)

研究分担者 田中 基康  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (50633442)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード飛行ロボット / 非線形制御 / スマート飛行
研究実績の概要

(1)風向/風速の実時間推定,バッテリ消費予測
風向風速の実時間推定を実現するために,非線形オブザーバを設計した.本飛行体は特殊な翼を有していることから,空力特性パラメータを既存の翼型データから代用することは難しいため,空力特性パラメータの同定を風洞実験のデータに基づいて行った.バッテリ消費は墜落の危険性に直結するため,バッテリの消費予測も行った.バッテリの消耗が懸念される場合,バッテリ切れによる墜落を防ぐため,地上ステーションに自動帰還するシステム構築も行った.その検証をJAXA実験場にて行った.
(2) 自動離着陸を含むフライトマネージメントシステムの開発
(1)で実現した風向,風速のリアルタイム予測やバッテリの消費予測に基づくフライトマネージメントシステムの開発を行った.さらに,フライトマネージメントシステムを用いて,リーダー飛行体に擬似追尾する飛行体制御実験と搭載カメラによるエリア内探索実験を行い,フライトマネージメントシステムの有効性を確認した.また,自動離陸用ガイド装置の開発,自動着陸システムの構築も行った.

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

当初の計画通りの実施が実現できたため,風向/風速の実時間推定に若干の改善の余地は残るものの予定通りに進行している.
(1)風向/風速の実時間推定,バッテリ消費予測
a)風向風速の実時間推定のための非線形オブザーバ設計,b)風洞内でのキャノピーの空力測定実験,c) b)の結果を受けて,キャノピーの空力特性のパラメータを同定,d)バッテリの消費予測,e) d)の結果に基づく地上ステーションへの自動帰還システム構築,f)上記の検証を北海道JAXA航空宇宙実験場で行った.
(2)自動離着陸を含むフライトマネージメントシステムの開発
a) (1)の結果に基づくフライトマネージメントの実現,b) a)を用いたリーダー飛行体に擬似追尾する飛行体制御実験,c) a)を用いた搭載カメラによるエリア内探索実験,d)自動離陸用ガイド装置の開発,e) 自動着陸システムの構築.

今後の研究の推進方策

平成26年度では,風向/風速の実時間推定に改善の余地が残ったため,この改善を早急に行うとともに,平成25年度科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成)交付申請書(様式 D-2-1)で記述した平成27年度の研究計画をすべて実行する.平成27年度の研究実施経過の詳細は平成25年度科学研究費助成事業(学術研究助成基金助成)交付申請書(様式 D-2-1)を参照されたい.

次年度使用額が生じた理由

昨年同様,北海道のJAXA航空宇宙実験場で予定していた飛行試験が予約の関係上行えず,この実験に支出予定であった実験のための物品購入,人件費,謝金,さらには,北海道までの旅費と滞在費などの経費が平成27年度に繰り越された.

次年度使用額の使用計画

平成26年度に予定していた北海道のJAXA航空宇宙実験場での飛行実験を平成27年度に延期して行う予定である.この実験に支出予定であった実験のための物品購入,人件費,謝金,さらには,北海道までの旅費と滞在費などの経費が平成27年度に繰り越された.当初の予定通り,平成27年度に予定している飛行実験の経費についても平成27年度には支出を予定している.

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Stability Analysis and Region-of-Attraction Estimation Using Piecewise Polynomial Lyapunov Functions: Polynomial Fuzzy Model Approach2015

    • 著者名/発表者名
      Ying-Jen Chen, Motoyasu Tanaka, Kazuo Tanaka, Hiroshi Ohtake, Hua O. Wang
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Fuzzy Systems,Accepted

      巻: ** ページ: **-**

    • DOI

      10.1109/TFUZZ.2014.2347993

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Sum-of-Squares Design Framework for Robust Control of Polynomial Fuzzy Systems with Uncertainties2015

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Tanaka, Motoyasu Tanaka, Ying-Jen Chen, and Hua O. Wang
    • 雑誌名

      EEE Transactions on Fuzzy Systems,Accepted

      巻: ** ページ: **-**

    • DOI

      **

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A Non-Monotonically Decreasing Relaxation Approach of Lyapunov Functions to Guaranteed Cost Control for Discrete Fuzzy Systems2014

    • 著者名/発表者名
      Ying-Jen Chen, Motoyasu Tanaka, Kazuo Tanaka, Hiroshi Ohtake, Hua O. Wang
    • 雑誌名

      IET Control Theory & Applications

      巻: 8 ページ: 288-296

    • DOI

      10.1049/iet-cta.2013.1132

    • 査読あり
  • [学会発表] Control Lyapunov FunctionsによるPolynomialファジィシステムの制御系設計2014

    • 著者名/発表者名
      Radian Furqon, Ying-Jen Chen, 田中 基康, 田中 一男, Hua O. Wang,
    • 学会等名
      第30回ファジィシステムシンポジウム
    • 発表場所
      Kouchi
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-02
  • [学会発表] Recent Advances in Fuzzy Modeling and Control: When Nonlinearities Met Fuzzy Logic2014

    • 著者名/発表者名
      Kazuo Tanaka
    • 学会等名
      2014 IEEE World Congress on Computational Intelligence, Invited Lecture
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      2014-07-08 – 2014-07-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 電動パラグライダーの自動離着陸制御の実現2014

    • 著者名/発表者名
      伊藤唯、田中基康、田中一男
    • 学会等名
      Robomec 2014
    • 発表場所
      Toyama
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-27

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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