1992 Fiscal Year Annual Research Report
土木構造物の震動制御特性に関するハイブリッド実験法の開発
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03555102
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
土岐 憲三 京都大学, 防災研究所, 教授 (10027229)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清野 純史 京都大学, 防災研究所, 助手 (00161597)
佐藤 忠信 京都大学, 防災研究所, 助教授 (00027294)
家村 浩和 京都大学, 工学部, 助教授 (10026362)
亀田 弘行 京都大学, 防災研究所, 教授 (80025949)
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| Keywords | 同調質量ダンパー / 最適制御則 / アクティブ動吸振器 / レギュレータ問題 / ハイブリッド実験 / 地震エネルギー / オブザーバ / フィードバック制御 |
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| Research Abstract |
本研究では、地震等の非定常な外力に対して土木構造物の震動を最適に制御するために、まず同調質量付加方式を用いた震動制御効果を検討し最適な付加質量を求めた。次に間依存型評価関数を用いた最適制御則を提案し、アクティブ動吸振器に対する制御則の適用性について検討を加えた。また、オブザーバを利用して構造物の未知の状態量の再現を行い、その推定値を用いた最適制御則を構築した。
本研究で得られた成果を以下に述べる。
(1)8層構造物の最上階に同調質量ダンパーを設置した場合を考え、周波数特性と時刻歴応答の二点から検討した結果、同調質量ダンパーに対し最適な質量比と減衰定数比が存在することがわかった。
(2)構造物に入力される地震エネルギー量を考慮した評価関数を用いて最適制御則を定式化した。得られた制御則を用いてモデル構造物の制御を行った結果、同調質量ダンパーのみを設置した場合に比べて大きな制御効果があることがわかった。
(3)本研究で用いた評価関数には、一般的レギュレータ問題で用いられている状態量に対する重みと制御量に対する重み以外に入力地震エネルギーを考慮するための重みがある。制御力はこれら3つのパラメーターに大きく依存しているのでそれらの値を適切に選択する必要のあることを明かにした。
(4)同一次元オブザーバを用いて未知の状態量を推定した結果、観測点を減らしても、適当な重みを選ぶことで充分な制御効果が得られた。
(5)アクティブ動吸振器を用いた構造物の制震システムにたいするフィードバック制御アルゴリズムの適用性を検証するため、模型構造物を使用した模型振動実験を行った。
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[Publications] 土岐 憲三・佐藤 忠信 望月 俊宏: "構造物への入力地震動を考慮した最適震動制御に関する研究" 京都大学防災研究所年報. 第35号B-2. 17-27 (1992)
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[Publications] 土岐 憲三・佐藤 忠信・橋本 雅道: "ニューラルネットワークを用いた構造物の最適震動制御" アクティブ制震(振)シンポジウム論文集. 109-116 (1992)
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[Publications] Toki,K.and T.Sato: "Predictive control of seismic response of structure taking into account the soil-strucure interaction" Proc.of 1st European Conf.on Smart Structures and Materials. 245-250 (1992)
