水中翼船の航走安定性の予測とその評価に関する研究

水翼船运行稳定性预测评价研究

• 批准号: 09751018
• 负责人: 榎本 孝史
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09751018/
• 关键词: 水中翼船; 姿勢制御; 波浪中動揺; 外乱相殺; オブザーバ; ロバスト制御

昨年は水中翼船の姿勢制御装置(RCS)の設計を近年急速に普及したロバスト制御系の1設計手法であるμ設計手法を用いて、翼の没水深度の維持と上下加速度低減を実現した。研究第2年度である本年は、より積極的に艇の姿勢と外乱を未知外乱推定オブザーバによって推定し、波浪強制力を相殺することで荒れた海面での波浪の影響による失速やキャビテーションの発生を極力避け、安定した翼走を維持するための制御系を構成した。船体運動の制御に必要な航走中の艇の状態計測は水面との距離計、上下加速度計、ジャイロによって行うものとして模型実験による流体力の計測値を基に水中翼船の運動モデルを構成し、外乱と状態量の同時推定をする未知外乱推定オブザーバをLuenbergerのオブザーバとして構成した。その際に外乱のダイナミクスを表す数学モデルが必要となるが、外乱である波高とヒーブは出会い周波数0で波面との相対高度と上下方向の加速度データからは分離不能である問題点を克服するため、外乱モデルに周波数0の成分を持たないような周期的モデルを採用して、推定状態量を用いたフィードバック制御系の安定性と外乱抑制を調べた。その結果、低次の外乱モデルで効果的な外乱相殺が行えることを明らかにした。

去年，使用μ设计方法（一种用于稳健控制系统的设计方法，近年来一直流行，以维持机翼浸没的深度并减少向上和向上加速度，使用了液体芯态度控制设备（RCS）的设计。今年，这是研究的第二年，我们更积极地使用未知的干扰估计观察者估算了船的姿势和干扰，并通过抵消了波浪强迫，我们形成了一个控制系统，以避免由波浪对崎sea骨的影响造成的停滞和空穴，并尽可能保持稳定的机翼跑步。在航行期间对船只状态的测量是控制船体运动所必需的，是使用表面测距仪，垂直加速度计和陀螺仪进行的，以基于模型实验的流体估算，并构建了无效估算的量度，以形成水电模型，并基于模型估算的状态估算，并构建了综合估计的量。观察者。在这种情况下，需要一个数学模型来表达干扰动态，但是为了克服一个问题，即波高和升高（干扰）与波前的相对高度和遭遇频率0的垂直加速度数据密不可分的问题是不可分割调查。结果，揭示了低阶干扰模型可以有效地消除干扰。

项目成果

榎本 孝史: "未知外乱推定オブザーバを用いた水中翼船の運動制御" 関西造船協会講演論文集. 第11集. 57-62 (1998)

Takashi Enomoto：“使用未知扰动估计观测器的水翼船运动控制”关西造船协会讲座论文集第 11 卷 57-62（1998 年）。