X 舵を持つ AUV“ゆめいるか”の舵故障時運動シミュレーション

摘要

海洋研究開発機構（JAMSTEC）では海底資源探査?海洋観測などの多目的に使用可能なX舵を持つAUV“ゆめいるか”を開発している．ビークルは前後2対のX舵を装備しており，海底地形に追従して航行することが可能で，ピッチ角を地形に合わせて制御するモードとピッチ角0度を維持するモードの2種類のモードが選択可能である（Fig.1，Table 1）．X舵を採用する利点の一つは舵故障時の運動制御性能が優れていることであると言われている．本論文ではこれを運動シミュレーションにより検証する．開発中のビークルは運動制御にPID制御が使用されているが，舵故障時の運動制御は機体の色々な運動情報が使用できる多入力多出力系の制御方式が有利であると考えられるため，LQI制御を採用することとした．多入力多出力系の制御方式を採用する場合，舵の故障に応じてコントローラを設計しなおす方が有利であると思われるが，ビークル管制方法（プログラム）を簡単にするため，すべての舵が正常として設計されたコントローラを舵故障時にも使用するものとする．