UAV/MAV搭載用小型オートパイロットユニットの開発

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本年度は、昨年度の研究において試作された小型オートパイロットユニットの信頼性向上と更なる小型化を目指したハードウェア改良を行うとともに、本研究の主目的である機体規模や回転翼の特性に依存しない適応制御アルゴリズムの構築を行った。まず、本年度上半期には小型オートパイロットユニット試作機のプリント基板化を行い,これまで手作業で製作していた電子回路の信頼性を向上させるとともに、ユニットの更なる小型化を実現した。プリント基板化されたオートパイロットユニットはセンサ類を含めた重量が150[g]程度となり、如何なるUAV/MAVにも搭載可能なサイズになったと考えられる。続いて、クォータニオンフィードバックによる姿勢制御器を拡張し、どのような機体規模、すなわちどのような慣性モーメントを持つ機体に対しても制御パラメータのチューニングなしで適用可能な適応姿勢制御系の構築を行った。具体的には、機体の慣性モーメントを未知パラメータとして扱い、適応型バックステッピング制御を用いることによって適応姿勢制御器の設計を行った。また、ロータ及びスタビライザのダイナミクスに関しては、ハイゲインフィードバックによってその影響を最小化した。最後に、設計された適応姿勢制御器を用いた屋外での飛行制御実験を行った。1[kg]規模の電動ヘリコプタと5[kg]規模のエンジンヘリコプタという機体規模の異なる2機のヘリコプタを対象とし、制御パラメータの調整なしで同様の性能で姿勢制御を行うことに成功を収めた。この実験によって汎用オートパイロットユニット実現の可能性が示されたといえる。