池田 裕一 准教授
| 所属 | 湘南工科大学 工学部 機械工学科 湘南工科大学大学院 工学研究科 機械工学専攻 |
| 学部研究テーマ | 機械システムの制御手法の構築、およびその応用に関する研究 |
| 大学院研究テーマ | （１）高速かつ大きな位置・姿勢変動を伴う宇宙機の6自由度非線形制御 （２）コントロールモーメントジャイロの特異点回避を考慮した宇宙機の姿勢制御 （３）スラスターのOn-Off特性を考慮した宇宙機の姿勢制御 （４）超精密フォーメーションフライトのための位置・姿勢制御 （５）非線形機械システムの力学的特性に基づいた制御 |
研究キーワード
高速かつ大きな位置・姿勢変動を伴う宇宙機の6自由度非線形制御
将来の宇宙機に課せられるミッションとして，スペースデプリの回収やランデブードッキングなど，大きな位置・姿勢変動をともなうミッションが考えられている．これらのミッションはターゲットとなる宇宙機へのトラッキング制御問題であり，このような宇宙機の運動は並進・回転の6 自由度運動が互いに干渉した非線形システムであるため，非線形運動を考慮した制御系設計が必要となる．
本研究では，宇宙機の6自由度非線形トラッキング制御問題に対する制御手法の構築を目的としている．
＜関連文献＞
1. 池田裕一，高久雄一：宇宙機のドッキング前後の安定性を考慮した非線形制御，第10 回制御部門マルチシンポジウム，Paper No. 1M4-2（6 ページ），2023
2. Yuichi Ikeda, Takashi Kida and Tomoyuki Nagashio: Stabilizing Nonlinear Adaptive Control of Spacecraft Before and After Capture, Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol.59, No.1, pp.1-9, 2016
3. Yuichi Ikeda, Takashi Kida and Tomoyuki Nagashio: Nonlinear Tracking Control of Rigid Spacecraft under Disturbance using PID Type H∞ Adaptive State Feedback, Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol.58, No.5, pp.289-297, 2015
4. Yuichi Ikeda, Takashi Kida and Tomoyuki Nagashio: Nonlinear Tracking Control of Rigid Spacecraft under Disturbance using PD and PID Type H∞ State Feedback, The 50th IEEE Conference on Decision and Control and European Control Conference, pp.6184-6191, 2011
5. 池田裕一，木田隆，長塩知之：動的出力フィードバックによる宇宙機のトラッキング制御(受動性に基づいたアプローチ)，日本機械学会論文集C 編，第75 巻，第759 号，pp.2933-2941，2009
本研究では，宇宙機の6自由度非線形トラッキング制御問題に対する制御手法の構築を目的としている．
＜関連文献＞
1. 池田裕一，高久雄一：宇宙機のドッキング前後の安定性を考慮した非線形制御，第10 回制御部門マルチシンポジウム，Paper No. 1M4-2（6 ページ），2023
2. Yuichi Ikeda, Takashi Kida and Tomoyuki Nagashio: Stabilizing Nonlinear Adaptive Control of Spacecraft Before and After Capture, Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol.59, No.1, pp.1-9, 2016
3. Yuichi Ikeda, Takashi Kida and Tomoyuki Nagashio: Nonlinear Tracking Control of Rigid Spacecraft under Disturbance using PID Type H∞ Adaptive State Feedback, Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences, Vol.58, No.5, pp.289-297, 2015
4. Yuichi Ikeda, Takashi Kida and Tomoyuki Nagashio: Nonlinear Tracking Control of Rigid Spacecraft under Disturbance using PD and PID Type H∞ State Feedback, The 50th IEEE Conference on Decision and Control and European Control Conference, pp.6184-6191, 2011
5. 池田裕一，木田隆，長塩知之：動的出力フィードバックによる宇宙機のトラッキング制御(受動性に基づいたアプローチ)，日本機械学会論文集C 編，第75 巻，第759 号，pp.2933-2941，2009
コントロールモーメントジャイロの特異点回避を考慮した姿勢制御
大型衛星の姿勢保持・変更や，高速かつ大角度姿勢変更を要する小型衛星には大きなトルクを出力することができるアクチュエータが必要となる．これらに対しては，リアクションホイール（RW）と比べて大きなトルクを出力することが可能であり，かつ消費電力に対する出力トルク比が高いコントロールモーメントジャイロ（CMG）の使用が適している．通常，CMG により3 軸姿勢制御を行う場合，3 軸方向にトルクを出力させることや耐故障性の観点から複数個のCMG を組合わせたCMG システムを用いるが，CMG システムには特異点と呼ばれるある軸方向へのトルクが出力できないジンバル角の組合わせが存在する．そのため，CMG搭載宇宙機の姿勢制御には特異点回避・脱出を考慮した制御系設計が必須である．
本研究では，CMGの特異点回避を考慮した制御手法の構築を目的としている．
＜関連文献＞
1. 池田裕一：CMG 搭載宇宙機の非線形離散時間姿勢制御，第10 回制御部門マルチシンポジウム，Paper No. 1M4-1（3 ページ），2023
2. 池田裕一：CMG 搭載宇宙機の離散時間姿勢制御，第66 回宇宙科学技術連合講演会，Paper No. 1L11（5 ページ），2022
3. Yuichi Ikeda: Large Angle Maneuver of Spacecraft by Nonlinear Model Predictive Control with Consideration of Singularity Avoidance of CMG, SICE Annual Conference 2019, pp.534-537, 2019
4. 池田裕一，木田隆：アクチュエータの特性を考慮した宇宙機のモデル予測制御，第61 回自動制御連合講演会，pp.1488-1494，2018
5. 池田裕一，木田隆：アクチュエータの特性を考慮した姿勢制御：敏捷な宇宙機の実現を目指して，計測と制御，第57号，第4号，pp.253-259，2018
本研究では，CMGの特異点回避を考慮した制御手法の構築を目的としている．
＜関連文献＞
1. 池田裕一：CMG 搭載宇宙機の非線形離散時間姿勢制御，第10 回制御部門マルチシンポジウム，Paper No. 1M4-1（3 ページ），2023
2. 池田裕一：CMG 搭載宇宙機の離散時間姿勢制御，第66 回宇宙科学技術連合講演会，Paper No. 1L11（5 ページ），2022
3. Yuichi Ikeda: Large Angle Maneuver of Spacecraft by Nonlinear Model Predictive Control with Consideration of Singularity Avoidance of CMG, SICE Annual Conference 2019, pp.534-537, 2019
4. 池田裕一，木田隆：アクチュエータの特性を考慮した宇宙機のモデル予測制御，第61 回自動制御連合講演会，pp.1488-1494，2018
5. 池田裕一，木田隆：アクチュエータの特性を考慮した姿勢制御：敏捷な宇宙機の実現を目指して，計測と制御，第57号，第4号，pp.253-259，2018
SDGsとの関連
