伸展・回収型深海探査システムの運動解析と制御に関する研究
延伸/回收深海探测系统运动分析与控制研究
基本信息
- 批准号:12750192
- 负责人:
- 金额:$ 1.47万
- 依托单位:
- 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:2000
- 资助国家:日本
- 起止时间:2000 至 2001
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究は,深海探査テザードシステムの基本的な動特性を,理論的,実験的検討から明らかにすると共に,探査機の制御に関する評価をまとめ,これにより,実システムの実現に向けた指針を提示することを目的としている。本研究では,ケーブルを弦、探査機を2自由度剛体系として取り扱いモデリング、定式化を行った。この理論解析では,大変形,大変位を伴う弦とその先端に拘束された先端剛体系との相互作用をマルチボディダイナミクスの観点からA.N.C法を用いて捉えている。一方,弦上端の平面内並進運動,弦の伸展回収機構,水槽を備えた実験装置を完成させ,大変位,大変形を伴う弦と剛体系との連成運動に対して観察を行った。これにより前述のモデリングならびに定式化の妥当性を確認した。また,弦・2剛体系の無重力下における運動メカニズムを数値計算結果より物理的に解明した。次に,先端剛体の姿勢制御の実現を検討するため,先端剛体に取り付けたリアクションホイールおよび剛体間の関節トルクを併用した制御系について検討した。まず,このような制御下における動的応答の特性を検討するために,制御ゲインを考慮に入れた固有値解析,自由振動,上端変位加振による強制振動について数値シミュレーションを行った。これより,制御ゲインに対する固有値の変化により系の振動モードなどに対する知見を得た。さらに,定常応答について検討し,系の非線形性と制御ゲインとの関係により,制御ゲインに対する定常振幅に特徴的な変化が見られることを明らかにした。今期は,流体作用下および伸展回収時の検討結果を成果としてまとめるには至らなかったが,重力場での運動解析とこれに対応する実験,制御効果の確認、また微小重力下での運動解析を行うことにより,弦・剛体系の運動解析手法の確立と運動メカニズムの解明,本システムにおける姿勢制御の実現に対する指針の取得などを成果として得ることができた。
This study aims to investigate the basic dynamic characteristics of deep-sea exploration vehicles, theoretically and practically, and to evaluate the control of exploration vehicles. In this study, we investigated the structure of the two-degree-of-freedom rigid system, and determined the structure of the system. The theoretical analysis of this problem is that the A.N.C. method is used to detect the interaction between the rigid system and the rigid system. A side, the upper end of the string moves in the plane, the string stretches back to the mechanism, the water tank is equipped with a device to complete, the large position, the large shape is accompanied by the string and the rigid system. This is to confirm the appropriateness of the above formulation. The motion of a string·2 rigid system without gravity is calculated numerically and the physical solution is clarified. Second, the attitude control of the tip rigid body is discussed. The tip rigid body is selected from the joint control system. The characteristics of vibration under control are discussed in this paper, and the control factors are considered in the analysis of inherent values, free vibration, upper vibration and forced vibration. This is the first time that we've had a chance to learn how to do this. In addition, the steady state response is discussed in detail, and the nonlinear control of the relationship between the control and the steady state amplitude of the characteristic is discussed in detail. This paper presents the results of the analysis of the motion of the gravity field under the action of fluid and the analysis of the motion of the string-rigid system. The position of the system is controlled by the system.
项目成果
期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
竹原昭一郎, 曄道佳明, 能見公博, 曽我部潔: "弦・剛体系の振動および運動解析"日本機械学会機械力学・計測制御(D&D'01)講演論文アブストラクト集. No.01-5. 276 (2001)
Shoichiro Takehara、Yoshiaki Torimichi、Kimihiro Nomi、Kiyoshi Sogabe:“弦和刚性系统的振动和运动分析”日本机械工程师学会机械动力学和仪表与控制(D&D01)讲座论文摘要集第01-。 5. 276(2001)
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
原田裕紀, 曄道佳明, 能見公博, 曽我部潔: "弦・剛体系の姿勢制御手法に関する検討"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. No.01-1. 181-182 (2001)
Yuki Harada、Yoshiaki Torimichi、Kimihiro Nomi、Kiyoshi Sogabe:“弦/刚性系统的姿态控制方法的研究”日本机械工程师学会 2001 年年会论文集第 01-182 号(2001 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
竹原昭一郎: "弦の大変形解析に関する基礎的検討"日本機械学会 機械力学・計測制御講演論文アブストラクト集. No.00-6. 259 (2000)
Shoichiro Takehara:“弦大变形分析的基础研究”日本机械工程学会,机械动力学、仪器仪表和控制讲座摘要集第00-6号(2000年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
竹原昭一郎: "非線形有限要素法によるテザー・多剛体系の挙動解析"第44回宇宙科学技術連合講演会アブストラクト集. 42 (2000)
Shoichiro Takehara:“使用非线性有限元方法对系留和多刚性系统进行行为分析”第44届空间科学技术联盟会议摘要集42(2000)。
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曄道 佳明
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相似海外基金
テザードシステムの動解析および制御手法の開発
系留系统动态分析和控制方法的开发
- 批准号:
23KJ1933 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 1.47万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows