自律高空帆走発電の実現のためのカイト飛行制御システムの開発

实现自主高空航行发电的风筝飞行控制系统开发

• 批准号: 22K04288
• 负责人: 比江島 慎二
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04288/
• 关键词: 洋上風力発電; 高空風力発電; 空中風力発電; カイト; 海洋エネルギー; 再生可能エネルギー; 海洋状況把握

1)飛行制御法の確立：カイトの空力特性を風洞実験により求め，飛行シミュレータでカイトの飛行性能を検討した．カイトのロール角とロール角速度を制御パラメータとした新たな飛行制御法に基づく解析の結果，飛行可能な組み合わせは非常に限定された範囲であることが分かった．様々な外乱に対して安定飛行させるには，この組み合わせの範囲を広げる必要があることから，８の字飛行の旋回ごとにロール角とロール角速度を修正する制御法を開発した．８の字中心の仰角が目標仰角から乖離した量に応じて，ロール角とロール角速度を修正する手法である．ロール角速度を修正する手法では効果はほとんどなかったものの，ロール角を修正する手法では，飛行可能なロール角とロール角速度の組み合わせの範囲を広げ，飛行を安定化するのに高い効果が得られた．2)自動飛行装置の構築：1)で確立した飛行制御法に基づく制御ソフトと制御装置を構築した．3)自動飛行装置の検証：2)で構築した自動飛行装置を用いて，屋外において実際にカイトを８の字飛行させる実証実験を行った．自動飛行装置を軽トラックの荷台に搭載し，軽トラックを走行させることでカイトを飛行させた．短距離走行であるものの８の字飛行させることに成功した．しかし，地上からカイトを射出後，カイトがまっすぐ鉛直方向（仰角方向）に上昇せず，水平方向（方位角方向）に傾いて飛行し，８の字飛行開始高度に達する前に墜落するケースが続出した．そこで，新たに方位角の検出機構を自動飛行装置に追加して，方位角方向への傾きに応じてカイトにロール角を与えるStart-Up制御を開発した．その結果，射出後のカイトの方位角方向への傾きを補正し，カイトが目標仰角に達するようになった．

1) flight の suppression method established: カ イ ト の aerodynamic characteristics を wind tunnel be 験 に よ り め, flight シ ミ ュ レ ー タ で カ イ ト の flight performance を beg し 検 た. カ イ ト の ロ ー ル Angle と ロ ー ル angular velocity を suppression パ ラ メ ー タ と し た new た な flight に suppression method base づ く parsing の as a result, the flight can な group み close わ せ は very に qualified さ れ た van 囲 で あ る こ と が points か っ た. Others 々 な outside disorderly に し seaborne て stable flight さ せ る に は, こ の group み close わ せ の van 囲 を hiroo げ る necessary が あ る こ と か ら, 8 の flight の cycle ご と に ロ ー ル Angle と ロ ー ル angular velocity を correction す る suppression method を open 発 し た. 8 の center の elevation が target elevation か ら stays し た quantity に 応 じ て, ロ ー ル Angle と ロ ー ル angular velocity を correction す る gimmick で あ る. ロ ー ル angular velocity を correction す る gimmick で は unseen fruit は ほ と ん ど な か っ た も の の, ロ ー を ル Angle correction す る gimmick で は, flight can な ロ ー ル Angle と ロ ー ル angular velocity の group み close わ せ の van 囲 を hiroo げ, flight を stabilization す る の に high い fruit comes unseen が ら れ た. 2) Construction of automatic flight devices: 1)で establish <s:1> た flight control method に basis づく control ソフトと control device を construction た た. 3) automatic flight device の 検 : 2) で build し た automatic flight device を with い て, outside に お い て be interstate に カ イ ト を flight 8 の word さ せ る be card be 験 を line っ た. The automatic flight device を軽トラッ <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> platform に is carried by に, 軽トラッ <s:1> を を and させる travel させる とでカ とでカ トを トを トを トを トを させた flight させた. Short-distance walk である <s:1> meyue meyue 8 <s:1> word flight させる とに とに success た た. し か し, the ground か ら カ イ ト を after injection, カ イ ト が ま っ す ぐ rising straight direction (elevation direction) に せ ず, horizontal tilt (azimuth direction) に い て flight し, 8 の word flight altitude に da す る に before falling す る ケ ー ス が 続 out し た. そ こ で, new た に azimuth の を 検 device automatic flight device に additional し て, azimuth direction へ の pour き に 応 じ て カ イ ト に ロ ー ル Angle を and え る Start - Up system of imperial を open 発 し た. そ の results, after the injection の カ イ ト の azimuth direction へ の pour き を and correct, し カ イ ト が target elevation に da す る よ う に な っ た.

项目成果

EFFICIENT ESTIMATION OF ENERGY HARVESTING PERFORMANCE IN PENDULUM-BASED GALLOPING ENERGY HARVESTER

摆式奔腾能量收集器能量收集性能的有效估计

• DOI: 10.14887/windengresearch.27.0_237
• 发表时间: 2022
• 期刊: Wind Engineering Research
• 作者: 渡辺 力，落合 楓;落合 楓，渡辺 力;浅野拳斗，宇佐美勉，葛 漢彬，渡辺孝一;新宮百恵，名木野晴暢，足立忠晴;安部萌，名木野晴暢，足立忠晴;比江島慎二，三木弟梧
• 通讯作者: 比江島慎二，三木弟梧

Hydro-VENUSを利用した次世代洋上風力発電／河川防災IoTシステム

使用Hydro-VENUS的下一代海上风力发电/河流防灾物联网系统

• 发表时间: 2022
• 作者: 渡辺 力，落合 楓;落合 楓，渡辺 力;浅野拳斗，宇佐美勉，葛 漢彬，渡辺孝一;新宮百恵，名木野晴暢，足立忠晴;安部萌，名木野晴暢，足立忠晴;比江島慎二，三木弟梧;伊東竜哉，名木野晴暢，足立忠晴;比江島慎二
• 通讯作者: 比江島慎二