1993 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, 工学部, 教授 (10027229)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤田 純男 京都大学, 防災研究所, 助手 (70187293)
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 | 閉開ループ制御 / 可動質量型制震機構 / スピルオーバー / フィルター / 開ループ制御 / 閉ループ制御 / 制御効率 / 模型実験 |
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| Research Abstract |
地震等の非定常な外力を考慮して構造物の震動を最適に制御するためのアルゴリズムを可動質量型の制振機構(AMD)を有する構造物の制震に対して適用するため、数値解析モデルによる理論解析を行うとともに、模型実験を用いた実験によりその結果を検証した。また、応答値の観測点数を減らして制御する場合に問題となる観測スピルオーバー現象に関して、その発現と観測位置との関係を調べ、発振現象を回避できる方法について考察を加えた。本年度は以上の2点を目的として研究を行った。この目的を達成するため、1)構造物の状態量と観測される地震加速度の両方を基に制御量を決定する閉開ループ制御則を用いて制御した場合の制御特性を明らかにした。また、制御則に含まれる重みが制御効果に及ぼす影響を調べ、最適な重みの値を決定した。2)閉開ループ制御則を用いて制御した場合と従来の状態量のみを利用する閉ループ制御則を用いて制御した場合の制御効率を比較した。この結果、閉開ループで制御する場合には非常に多くの制御量が必要で、しかも非制御モードが励起するため応答が十分に低減しないことから制御効率は閉ループ制御のほうが良いという結果が得られた。そこで、閉開ループ制御則を用いた場合の制御効率を改善するために、観測地震波をそのまま用いるのではなく、フィルターを用いて非制御モードの振動成分をカットした修正地震加速度を基に閉開ループ制御量を決定することを試みた。この結果、地震加速度を修正するのに用いるフィルターとして帯域阻止フィルターを適用したところ、閉開ループで制御した場合には、閉ループで制御した場合に比べて約2〜3割程度、最大応答変位を減少することができた。さらに、観測スピルオーバーの発現が観測位置の選択と密接な関係があり、振動系のモードの腹となる階を観測すれば振動系が不安定になることはなく十分に制御できることを明らかにした。
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[Publications] Kiyono J.,K.Toki and T.Sato: "Seismic risk analysis taking into account the fault extent" Proceedings of the 2nd International Conference on Emergency Planning and Disaster Management,Lancaster. 297-308 (1993)
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[Publications] 土岐憲三・佐藤忠信・清野純史・藤村和也: "離散化波数法と有限要素法の結合による不整形地盤の震動解析法" 京都大学防災研究所年報. 36B-2. 1-20 (1993)
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[Publications] 佐藤忠信・土岐憲三・橋本雅道: "構造物の地震応答における自己学習機能を有する震動制御" 土木学会論文集. 471 I-24. 115-124 (1993)
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[Publications] 佐藤忠信・土岐憲三・望月俊宏: "震動制御効果に及ぼす非制御震動モードの影響" 第2回震動制御コロキウムPARTB講演論文集. 135-142 (1993)
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[Publications] 佐藤忠信・土岐憲三・望月俊宏・吉川正昭: "ATMDによる構造物の複数振動モードの震動制御" 第3回システム最適化に関するシンポジウム講演論文集. 259-264 (1993)
