船舶の新しい操縦運動制御システムに関する研究

今回の研究によって、下記の成果が得られた。1.第1ステップとして、基本的な1入力・1出力系を対象として、根軌跡法によって極配置を行うフィードバックゲインの決定法と、容易に計測できない状態変数をオブザ-バによって推定してフィードバックに利用する制御システムの設計法を得ることができた。そして、(1)オーバーシュートを生ぜずに最短時間で応答する制御系のフィードバックゲインを容易に決定する方法(2)フィードバックゲインを船体特性で表現する方法(3)オブザ-バによる推定値を用いることによる制御性の向上方法を明らかにした。2.実用上必要な多入力・多出力系に対して、非干渉制御理論を応用して見かけ上1入力・1出力系に変換した後根軌跡法を応用してフィードバック制御系を構成する方法を得ることができた。すなわち、(1)船舶の操縦運動の制御に用いられる操作量と制御量の組み合わせに対して非干渉化できる場合とできない場合を明らかにした。(2)非干渉化された制御対象をオーバーシュートを生ぜずかつ最短時間で応答するようにフィードバック制御系を根軌跡を用いて設計する方法を求めた。今後の研究としては、制御対象の特性が非線形の場合の非干渉化の程度、PIDコントローラのI動作とD動作のゲインの決定方法等が挙げられる。

今回の研究によって、下記の成果が得られた。1.第1ステップとして、基本的な1入力・1出力系を対象として、根軌跡法によって極配置を行うフィードバックゲインの決定法と、容易に計測できない状態変数をオブザ-バによって推定してフィードバックに利用する制御システムの設計法を得ることができた。そして、(1)オーバーシュートを生ぜずに最短時間で応答する制御系のフィードバックゲインを容易に決定する方法(2)フィードバックゲインを船体特性で表現する方法(3)オブザ-バによる推定値を用いることによる制御性の向上方法を明らかにした。2.実用上必要な多入力・多出力系に対して、非干渉制御理論を応用して見かけ上1入力・1出力系に変換した後根軌跡法を応用してフィードバック制御系を構成する方法を得ることができた。すなわち、(1)船舶の操縦運動の制御に用いられる操作量と制御量の組み合わせに対して非干渉化できる場合とできない場合を明らかにした。(2)非干渉化された制御対象をオーバーシュートを生ぜずかつ最短時間で応答するようにフィードバック制御系を根軌跡を用いて設計する方法を求めた。今後の研究としては、制御対象の特性が非線形の場合の非干渉化の程度、PIDコントローラのI動作とD動作のゲインの決定方法等が挙げられる。