2021 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Micro-meteorology control: Integrated technology of harmonic prediction and active monitoring of micro-meteorology for future autonomous society |
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| Project/Area Number |
20H05752
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
鈴木 智 千葉大学, 大学院工学研究院, 准教授 (90571274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
椿野 大輔 名古屋大学, 工学研究科, 講師 (00612813)
野田 龍介 京都大学, 工学研究科, 助教 (00811267)
劉 浩 千葉大学, 大学院工学研究院, 教授 (40303698)
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| Project Period (FY) |
2020-10-02 – 2023-03-31
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| Keywords | 微気象予測 / ナノドローン / 多階層制御 / 外乱オブザーバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の２年目にあたる本年度は，(i)生物規範型ナノドローンの開発，(ii)マイクロドローンの情報機能化，(iii)多階層制御技術，(iv)外乱オブザーバを用いた風外乱推定に関する個別の研究開発を行うとともに，各研究の統合について検討を行った．
生物規範型ナノドローンの開発に関しては，羽ばたき飛行に着想を得たデュアルロータ型ドローンの開発を実施した．本年度は昨年度のシミュレーションに基づいて製作した機体の制御システムの構築を行った． マイクロドローンの情報機能化に関しては，昨年度に引き続き，研究室で保有しているドローンに小型２次元風速センサを搭載し，評価を行った．昨年度は有線での計測を主としていたが，本年度は無線計測システムの開発を実施し，ドローンが自由に飛行する中での計測が可能となった． 多階層制御技術の開発に関しては，非一様なグループに対する階層化分散最適制御に関する研究と，複数エージェントによる協調Kalmanフィルタの設計に関する研究を実施した．前者では制御ループの階層性と最適性が両立する制御系の設計を行い，後者では複数の計測を複合することで全体システムの理論的な誤差分散の低減が可能であることを示した．外乱オブザーバを用いた風外乱推定に関しては，非線形外乱オブザーバを用いた外乱推定器の開発を行った．T-S Fuzzyオブザーバとドローンのダイナミクスを基礎として外乱オブザーバを設計し，シミュレーションおよび実機実験によって有効性を示した．
以上に加え，本年度は(ii)と(iv)の統合として，同一機体に風速センサと外乱オブザーバを実装し，風環境の中での飛行試験によって各々の有効性を示す実験を実施した．結果として風速センサ及び外乱オブザーバがともに風速測定において有効であることが示された
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
各研究開発項目について、おおむね当初計画通りに遂行されている．また，これに加えて部分的に各研究グループの研究成果の統合が順調に進行していることから，「おおむね順調に進展している」と判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究進捗を踏まえて、当初計画通りに研究を遂行していく予定である．
本年度は，マイクロドローンの情報機能化，外乱オブザーバの設計，及び階層制御技術の統合化を目指す．風速センサと外乱オブザーバを実装した複数ドローンを風洞内で飛行させる実験を実施し，個別のドローンの計測の有効性を示すとともに，協調Kalmanフィルタによってより正確な推定が可能であるかを検証する．
また，年度の後半においては統合されたシステムを完成したナノドローンに実装することで本研究開発を完了することを目指す．
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Research Products
(6 results)
