Study on Multicopter with transformable propeller arm

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本研究では，可変機構を有するマルチコプタの機構設計を目指しており，本年度は特に開発した機体の飛行実験およびシミュレータによる機構可変時の制御の安定性についての研究開発を進めた．開発を進めたマルチコプタは６ロータのマルチコプタであり，６つのうちの対角の１組を可変できる形の機構をもたせた．R3年度までに可変機構を持つ機体の設計および実装を進めてきたが，飛行実験において，変形前の段階で安定制御ができず，機体設計の見直しが必要となっていた．合わせて，変形機構部の重量増加により，制御を行うための推力の余裕がない状態となっていた．そこで，機構の再検討および機体の軽量化などハードウェア全般の改良を進めて，初号機よりも１kg程度の軽量化に成功した．一方で，飛行実験について，コロナ下ということもあり，外部での飛行実験の数をこなせず，十分な改善が行えなかったこともあり，機体の飛行安定性という点において課題が残っていた．そのため，研究目標に到達するために，シミュレータによる検証に重点を置き，飛行時の２つのローターの向きを変えることによる影響の調査から，飛行安定性を実現するための制御手法などについて，動力学シミュレータであるGazeboを用いて，検証を行った．また，基本的な制御系については，MATLAB/Simlinkを用いて検証を進め，ロータ数の変更に伴う飛行の不安定性を回避するための制御則の検討を進め，現在まで検討してきた可変機構を有するマルチコプタの課題を明らかにすることができた．今後は，機体設計の見直しと合わせて，安定飛行と，本研究で目指すインフラ点検向けの変形機構の実現について検証を進めていく．