電気飛行機における回生電力最大化のための極値制御アルゴリズム

カテゴリ: 研究会(論文単位)

論文No: CT18027

グループ名: 【C】電子・情報・システム部門 制御研究会

発行日: 2018/01/07

タイトル(英語): Extremum Seeking Control Algorithm for Regenerative Power Maximization of Electric Airplanes

著者名: 湯沢 章(慶應義塾大学),福田 直輝(慶應義塾大学),大森 浩充(慶應義塾大学)

著者名(英語): Akira Yuzawa(Keio University),Naoki Fukuda(Keio University),Hiromitsu Ohmori(Keio University)

キーワード: 電気飛行機|回生電力|極値制御|Electric Airplanes|Regenerative Power |Extremum Seeking Control

要約(日本語): 内燃機関を利用している自動車業界において，急激な勢いで｢EVシフト｣の波が押し寄せている，一方で，小型飛行機の分野においても内燃機関でなく，電気モータを利用した電気飛行機の開発運用が進められている．本論文では，電気飛行機の機体降下時の位置エネルギーを電力エネルギーに回生できることに着目し，プロペラの回転数とピッチ角を調節することで最大の回生電力を得るアルゴリズムを提案する．従来では，パイロットによる経験的調整では，熟練度，気象条件などにより回生効率が大きく変動していた．本論文では，回生電力がプロペラ回転数とピッチ角に依存することに着目し，プロペラ回転数制御系とピッチ角制御系に対して，それぞれ極値制御機構を導入することで，オンラインで速応性に優れた極値探査をするシステムを構築し，数値シミュレーションによりその有効性を確認した．同時に，従来の極値制御を拡張することで，定常的な摂動の問題を解決した．

要約(英語): In this paper, we focus on "Electric Airplane" which uses only electric energy as the main power, not airplane which uses energy by conventional internal combustion engine. Electric Airplanes have a lot of advantages, for example, less emission of greenhouse gases such as carbon dioxide, quickness of torque response and so on. Among these merits, one of the most remarkable advantage is that being able to regenerate potential energy to electric energy when the aircraft descend. In this paper, we showed that by introducing the Extremum seeking control mechanism to each of the propeller rotation speed control system and the propeller pitch angle control system in the Electric Airplane, the regenerative power is improved more than the current method that determines the control input based on the experience or intuition of the pilot. Moreover, by introducing the Extended Extremum seeking Control Mechanism. It also showed that the disadvantages of the Extremum seeking control mechanism are overcome. The disadvantages are that, perturbation remains when attempting to converge to the optimum value quickly, and if the perturbation is tried to be small, convergence slows down.

原稿種別: 日本語

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