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J-GLOBAL ID：200902266709474520   整理番号：09A0051451

非線形最適制御 航空機の飛行経路最適化問題の解法

著者 (1件)： 上野誠也 (横浜国大)
資料名： シミュレーション  (Journal of the Japan Society for Simulation Technology)
巻： 27  号： 4  ページ： 215-220  発行年： 2008年12月15日 
JST資料番号： L0458A  ISSN： 0285-9947  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 航空機の並進運動は速度及びその方向を示す経路角と方位角を状態変数とし,推力及び姿勢を表す仰角とバンク角を入力変数とする非線形運動方程式で表せる。巡航飛行では最小消費燃料を与える高度と最短時間を実現する速度を選択して飛行経路最適化を図るが,初期仮定解に対して線形近似の仮定で修正量を導く解法はオンラインによる実用化に適さない。本論文では,微分方程式を差分方程式に置き換えて非線形連立方程式とすることで計算量が確定しており,解の収束範囲が広いホモトピー法の適用を試みた。解が既知の非線形方程式を連続的に変化させると解も連続的に変化する性質を用い,最適制御問題の必要条件を満たす解を求める。実際に水平面内の飛行経路の最適化問題を例に航空機の姿勢が連続的,かつ穏やかに変化するような追従制御に負担の少ない経路を求めたところ,十分な精度が得られる制御区間の分割数が50の場合でも2.36秒で計算が行えた。また,評価関数の最小化から解を求めるホモトピー法による直接法を説明し,ロケットの最適打上げ問題に適用した。

シソーラス用語： *最適制御 ,  *非線形系 ,  *航空機 ,  飛行経路 ,  最適化問題 ,  微分方程式 ,  差分方程式 ,  *数値解析 ,  必要条件 ,  精度 ,  評価関数 ,  ホモトピー ,  *打上ロケット
準シソーラス用語： *非線形最適制御 ,  非線形連立方程式

分類 (4件)： システム設計・解析  (IA02030D) ,  数値計算  (JE02000J) ,  航空機  (QK06000K) ,  ロケット・ミサイル  (QK07000R)

引用文献 (10件)：

• 茂原正道. 宇宙工学入門. 1994, 168-174
• KAPLAN, M. H. Modern Spacecraft Dynamics & Control. 1976
• 日本航空宇宙学会編. 航空宇宙工学便覧. 2005, 773
• BETTS, J. T. Survey of Numerical Methods for Trajectory Optimization. Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 1998, 21, 2, 193-207
• RICHTER, S. L. Continuation Methods : Theory and Application. IEEE Trans. on Automatic Control. 1983, AC-28, 6, 660-665

タイトルに関連する用語 (5件)： 非線形最適制御 ,  航空機 ,  飛行経路 ,  最適化問題 ,  解法