省エネのための船体運動を考慮したエンジン制御に関する研究

船舶において更なる省エネルギー化を行うために，船体運動を反映させたエンジンおよびプロペラ系の回転数・トルク制御を考える．このような制御を行うためには適切なモデルの開発が必要である．本研究では，エンジン・プロペラ系の運動モデルを，船体と波浪との相互干渉も含めた実現象に近い形で船体運動を考慮しつつ導出する．得られたモデルに基づき，どのような船舶にでも対応する新たなエンジン・プロペラ系の制御アルゴリズムを構築する．本研究では．波浪との相互干渉も含めた形で船体動揺をモデル化し，詳細なエンジン・プロペラ系のモデルと併せてシミュレータを構築する．構築したシミュレータを用いて，実海域での船舶のエネルギー消費を低減可能なエンジン制御アルゴリズムの確立を考案する．ロール，ピッチ，ヨウなど船体動揺を正弦波外乱として模擬したものをエンジン・プロペラ系のモデルに加えたシミュレーションモデルを構築した. プロペラにおいては同一プログラムにて可変ピッチプロペラ，固定ピッチプロペラとどちらもシミュレート可能にしてあるため，様々な船舶にて対応しやすくなっている．また，本研究では既存の比較的簡便なエンジン・プロペラ系モデルのうちエンジンモデルを詳細化した．燃料噴射・燃料燃焼・発熱・筒内圧力変化というプロセスをモデル化し時系列的にエンジン挙動のシミュレート可能にする．これにより，燃料噴射タイミング，燃料噴射量（燃料噴射期間），燃料噴射パターン（例えば，多段噴射）等を変化させた解析が可能となり，船体運動を考慮した場合のエンジンの燃料消費を制御アルゴリズムごとに見積もることが可能となる．また，このモデルの詳細化により，燃料消費低減に有効な制御におけるタイムスケールが把握できる．今後は船舶の実運航データを取得することでシミュレーションとの整合性を取ることで解析する必要がある．

船舶において更なる省エネルギー化を行うために，船体運動を反映させたエンジンおよびプロペラ系の回転数・トルク制御を考える．このような制御を行うためには適切なモデルの開発が必要である．本研究では，エンジン・プロペラ系の運動モデルを，船体と波浪との相互干渉も含めた実現象に近い形で船体運動を考慮しつつ導出する．得られたモデルに基づき，どのような船舶にでも対応する新たなエンジン・プロペラ系の制御アルゴリズムを構築する．本研究では．波浪との相互干渉も含めた形で船体動揺をモデル化し，詳細なエンジン・プロペラ系のモデルと併せてシミュレータを構築する．構築したシミュレータを用いて，実海域での船舶のエネルギー消費を低減可能なエンジン制御アルゴリズムの確立を考案する．ロール，ピッチ，ヨウなど船体動揺を正弦波外乱として模擬したものをエンジン・プロペラ系のモデルに加えたシミュレーションモデルを構築した. プロペラにおいては同一プログラムにて可変ピッチプロペラ，固定ピッチプロペラとどちらもシミュレート可能にしてあるため，様々な船舶にて対応しやすくなっている．また，本研究では既存の比較的簡便なエンジン・プロペラ系モデルのうちエンジンモデルを詳細化した．燃料噴射・燃料燃焼・発熱・筒内圧力変化というプロセスをモデル化し時系列的にエンジン挙動のシミュレート可能にする．これにより，燃料噴射タイミング，燃料噴射量（燃料噴射期間），燃料噴射パターン（例えば，多段噴射）等を変化させた解析が可能となり，船体運動を考慮した場合のエンジンの燃料消費を制御アルゴリズムごとに見積もることが可能となる．また，このモデルの詳細化により，燃料消費低減に有効な制御におけるタイムスケールが把握できる．今後は船舶の実運航データを取得することでシミュレーションとの整合性を取ることで解析する必要がある．