進化計算手法CMA-ES を用いた低速操縦性モデルのパラメータ同定に関する基礎的研究（第三報）: 自由航走試験を用いた検討

摘要

現在、船員不足や海難事故防止のため、船舶の自動・自律運行化への動きが盛hとなっており、自動離着桟技術に対する社会的関心が高まりを見せている。著者らは、主に制御理論の観点から、この問題に取り組hできた1)。例えば、特に、モデルベースの制御理論を用いた制御を行うには、数式的に記述された運動モデルが必要になる。ところが、シミュレーションで用いた数学モデルと実際の船の運動数学モデルは完全に一致していることは一般に期待できない。また、運動モデルには、船体・推進器・舵の力及びモーメントを表す複雑な理論と経験に基づく項があり、それぞれに多くの係数が存在する。これらは通例、水槽試験によって求められるが、厄介なことに、試験によって求められた係数は実際の船と比較するとスケールの違いや、また喫水・トリムなどの積付け状態の変化により異なってしまう可能性が十分ある。そのため実際の着桟制御に用いるための係数は、その船の実際の低速操船時や着桟時の運動から求めるのが最も実用的ではないかと考えられる。また、ある程度精緻かつ信頼性のあるモデリングができていれば、最終的なモデリングの誤差は制御理論の中で、フィードバックによりコントロールされればよい。そのような観点から、SystemIdentification（以下SI と呼称）の枠組みのパラメータ同定により、船の運動モデル内の係数を制御入力とそれにより出力された運動からモデルを逆推定しようと試みた。