低出力制御
目標角へ到達するだけでなく、実運用を意識した低出力制御の実現性を確認する。
低出力制御の詳細 ↓目的
本検証では、H鋼・平板・トラスの三種類の吊り荷を対象として、低出力制御と可変目標Yaw角への対応を新たな目的とした。
可変目標 Yaw 角
目標角ごとに個別モデルを用意せず、一つのモデルで複数の目標姿勢へ対応する。角度誤差は±5°とした。
可変目標Yaw角の詳細 ↓低出力制御
背景
Part 1では、目標角への到達を優先した姿勢制御を行った。 その結果、姿勢制御自体は成功するものの
- スラスターを最大出力付近で使用
- 到達後も断続的なON/OFFを繰り返す
- 不自然な制御となる
目標角へ到達するだけでは、 実運用を考えた制御として十分ではない。
方針
ここでは、到達性能を維持したまま、より自然で低出力な姿勢保持を目標とした。
ヒートマップの見方
- 横軸：時間
- 縦軸：スラスター（T1～T4）
- 色：各スラスターの正規化出力（暗い＝低出力、明るい＝高出力）
以下の4つの設計方針により、目標姿勢への到達と低出力な姿勢保持を両立を目指した。
1. 最大出力の抑制
目標角に近づくほど、使用可能なスラスター出力の上限を段階的に低減。
2. 平均出力の抑制
出力の大きさに応じたペナルティを与え、制御全体のエネルギー消費を低減。
3. 出力変化の平滑化
指令値の急激な変化を制限し、スラスター出力の振動や頻繁な切り替えを抑制。
4. 到達後の低出力維持
目標角への到達後も、低い平均出力で姿勢を安定保持することを要求。
本報告書では、姿勢制御性能に加え、ヒートマップからスラスター出力の大きさと 時間変化を評価し、低出力制御の実現性を確認する
可変目標Yaw角
単一の制御モデルに対して複数の目標Yaw角を与え、 それぞれの目標姿勢への制御を行う。
スラスター機体に設置のカメラ画像。
