大規模宇宙構造物ダイナミクスシミュレータの開発

本年度は，昨年度の成果を踏まえて大規模宇宙機に向けたシミュレーション手法の改善を行った．例として，モデル内のダイナミクスパラメータを同定する際にに，以前では軌道上で対象をスラスタにより大きく加振することによってパラメータ同定を行う手法が使用された．しかし本研究で対象とするような，振幅依存性の高い挙動を示す構造物に対しては，パラメータ同定実験とシミュレーションを行いたい挙動の力学条件に差異がある問題があった．そこで本研究では，運用中の大規模宇宙機に向けて，建築物を対象としたダイナミクスパラメータ取得に導入が進められている統計的同定手法を導入することにより，運用中のテレメトリデータに現れる環境振動のデータから，より実際の使用状況に近い状態でのダイナミクスパラメータを取得可能な手法を提案した．また，リアルタイムシミュレータに入力するテレメトリデータ処理の方法に対して，従来では搭載センサや通信帯域の制限から情報量が少なく，分布形状をもって表現すべき物理量を均一と仮定して計算を行っていた問題があった．そのため，本研究では統計学的なフィルタリング手法を用いて，少ない情報量のセンサデータから，分布形状などを表現できる大きな情報量を導く逆問題を解決する手法をシミュレータに付与した．これにより，最低限の計算時間の増加でシミュレーション結果が改善された．上記の改善を行ったシミュレータで，大薄板連結構造物の振動を対象に解析を行ったところ，運用に用いるために十分な実時間性で，運用者が求める挙動を提示可能な精度を持つ解析が可能であることを確認できた．また，本年度はさらに，柔軟な捕獲機構を持つ大型ロボットアームによる浮遊物の捕獲作業の状況および，大きな変形量を持つ機構により，走破性能を高めた探査ロボットの走行状態といった対象に，提案手法を応用し，従来の遠隔運用の課題を改善できることを確認した．

本年度は，昨年度の成果を踏まえて大規模宇宙機に向けたシミュレーション手法の改善を行った．例として，モデル内のダイナミクスパラメータを同定する際にに，以前では軌道上で対象をスラスタにより大きく加振することによってパラメータ同定を行う手法が使用された．しかし本研究で対象とするような，振幅依存性の高い挙動を示す構造物に対しては，パラメータ同定実験とシミュレーションを行いたい挙動の力学条件に差異がある問題があった．そこで本研究では，運用中の大規模宇宙機に向けて，建築物を対象としたダイナミクスパラメータ取得に導入が進められている統計的同定手法を導入することにより，運用中のテレメトリデータに現れる環境振動のデータから，より実際の使用状況に近い状態でのダイナミクスパラメータを取得可能な手法を提案した．また，リアルタイムシミュレータに入力するテレメトリデータ処理の方法に対して，従来では搭載センサや通信帯域の制限から情報量が少なく，分布形状をもって表現すべき物理量を均一と仮定して計算を行っていた問題があった．そのため，本研究では統計学的なフィルタリング手法を用いて，少ない情報量のセンサデータから，分布形状などを表現できる大きな情報量を導く逆問題を解決する手法をシミュレータに付与した．これにより，最低限の計算時間の増加でシミュレーション結果が改善された．上記の改善を行ったシミュレータで，大薄板連結構造物の振動を対象に解析を行ったところ，運用に用いるために十分な実時間性で，運用者が求める挙動を提示可能な精度を持つ解析が可能であることを確認できた．また，本年度はさらに，柔軟な捕獲機構を持つ大型ロボットアームによる浮遊物の捕獲作業の状況および，大きな変形量を持つ機構により，走破性能を高めた探査ロボットの走行状態といった対象に，提案手法を応用し，従来の遠隔運用の課題を改善できることを確認した．