| 研究課題/領域番号 |
26420432
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| 研究機関 | 広島工業大学 |
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研究代表者 |
土井 正好 広島工業大学, 工学部, 准教授 (10442477)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 船舶操舵制御 / 潮流操舵 / 予測制御 / 低速操舵 / ARXモデル / 一般化最小分散制御 |
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| 研究実績の概要 |
平成２７年度は大きく３点の研究活動を行った。１点目は低速船体運動についての制御系設計、２点目は潮流海面における低速操舵実験、３点目は論文掲載並びに学会発表である。
１点目の低速船体運動について、平成２６年度に収集した操舵入力に対する旋回角速度出力の時系列データに基づく船体運動モデルを用いて、平成２７年度は２手法の制御系を設計した。１つは船体運動を伝達関数で表し、MATLABシミュレーションによるPID制御系を設計した。２つは船体運動をARXモデル平均分散自己回帰モデルで表し、MATLABシミュレーション上で一般化最小分散制御を適用した。結果は一般化最小分散制御の方が予測制御できることから、むだ時間を含む船体運動に対して速やかな目標値追従が得られることを確認した。
２点目の潮流海面における低速操舵実験については、弓削商船高専弓削丸を研究利用して、因島大橋下の狭海域において潮流が流れる状況で、操舵に対する旋回運動実験とデータ収集を行った。実験結果より対地船速に潮流速成分を加減した船速に基づく旋回モデルを制御系で用いることによって、旋回に速応性のある操舵コントローラを設計できる見込みを発見した。
３点目は、平成２７年４月に日本機械学会論文集８１巻８２４号14-00506P.1～P.13 「強風時において船舶の旋回性を一定に保持する操舵制御系の設計－風影響を調整したサーボ型一般化最小分散制御－」を発表した。また平成２７年８月において、日本機械学会 Dynamics and Design Conference ２０１５において「計－風影響を調整したサーボ型一般化最小分散制御－」について研究発表を行った。
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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
平成２６年度に取得した運動モデルに基づき、PID制御及び一般化最小分散制御について制御系を設計できた。また、平成２６年度までの実験データを利用して論文掲載及び研究発表を達成した。
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| 今後の研究の推進方策 |
外乱の無い状況における操舵制御系をこれまで設計したので、平成２８年度は潮流外乱を受けた状況での目標値追従性に優れた制御系を設計する。また、設計制御系はシミュレーション上での評価に留まるため、実船舶を利用した制御実験を行い、提案制御系の有効性を実証する。
本研究で得られた成果は学術論文への投稿と掲載採択を今年度中に達成する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
概ね計画通りに進んでおり、次年度使用額も若干である。
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| 次年度使用額の使用計画 |
印刷用紙を購入予定である。
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