深海曵航ロボットの位置制御に関する研究

1988 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63302039
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 柏木 正 九州大学, 応用力学研究所, 助教授 (00161026)
• 研究分担者: 大高 勝夫 九州大学, 工学部, 教授 (80194182) ; 浦 環 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (60111564) ; 吉田 宏一郎 東京大学, 工学部, 教授 (90010694)
• キーワード: 海中曳航ロボット / 長大ケーブル / 曵航船舶 / 位置制御 / シミュレーション

研究概要

本研究は、複雑な流れのある海中空間において、海中機器・長大な曵航ケーブル・曵航船舶の系の挙動を高精度でシミュレートする方法を開発し、曵航船舶の動きをいかにしてコンピュータ制御すれば、深海での海中機器を目的の位置にスムーズに誘導できるかを調べることを目的として実施している。これまでに行われた内容を整理すると以下のようである。
1)地中空間での複雑な流れの影響を受ける長大ケーブルの三次元運動シミュレーションプログラムを開発した。これはケーブルの伸び、戻り、曲げも考慮して非線型挙動が表し得るよう工夫されている。既存の実験値と比較してみたところ、十分な精度があることを確認した。しかし、ケーブルの戻りモードの固有周波数が他の変形モードに比べて極めて高いので、系全体をシミュレーションする際には計算の時間とステップを戻りモードにあわせて小さくしなければならず、計算時間が非常に多くかかる。もう少し実用的観点からの簡略化が必要である。
2)海中曵航ロボットの流体力微係数の理論的推定法を開発した。これは系全体のシミュレーションを行う際のデータ提供として重要と思われる。実際の流体力微系数には、周波数影響、前進速度影響が現れるが、推定計算法にはそれらが含まれておらず、それらの影響をどのようにシミュレーションプログラムに反映させるのかを検討する必要がある
3)曵航船舶の挙動を表す運動方程式、及びその法的式に現れる諸系計数の推定法について検討し、簡単な例について計算プログラムの作成を試みた。