パーティクルフィルタによる宇宙用ロバスト制御の研究

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22560787
• Research Institution: Japan Aerospace Exploration Agency
• Principal Investigator: 森田 泰弘 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 教授 (80230134)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Keywords: 航空宇宙工学

Research Abstract

ここに研究実績の概要。平成２４年度の研究としては、前年度までに行ったパーティクル・フィルタ（粒子フィルタ）理論の定式化と解析・シミュレーション環境の整備に基づき、数学モデル上で、パーティクル・フィルタ理論を宇宙システムのロバスト制御に応用することの有効性の評価や妥当性の検証を行った。
まず、宇宙システムを模擬する数学モデルに対して、ロバスト制御を構成する場合の一般的な問題点を明確にした。具体的には、ノミナル性能の向上とロバスト性能の拡大などの観点が極めて重要であることを識別した。これらの課題を解決するモデルケースとして、エアロンチを想定した先進的ロケットシステムのダイナミクスを構築し、これにパーティクル・フィルタ理論を適用して、現実的なシステムに対するこの理論の有効性を示した。注目するのは、制御対象のパラメータ変動に対するロバスト性と制御対象のノミナルな動特性に対する制御特性であり、その性能と有効性を数値シミュレーションにより明らかにした。
本研究は、パーティクル・フィルタ（粒子フィルタ）という統計数理学的な概念を世界でも初めて宇宙システムのロバスト制御に適用することによりロバスト制御の大いなる飛躍を図ろうとするものであり、極めて独創的な研究ということができる。
研究の実施に当たっては、航空宇宙システムの制御の分野において、欧米でも最先端の研究活動を行っている米国・コロラド大学、およびスロベニア・リューブリァーナ大学と連携して、その協力を得ながら進めた。ともに、ロバスト制御の分野では欧米を代表する研究機関であり、本研究の遂行にあたって適切な協力と助言を得ることができた。具体的な共同研究の実施は、宇宙航空研究開発機構・宇宙科学研究所で行ったが、適宜両大学と意見交換を行うなどの方法を活用した。

Current Status of Research Progress

Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。