知能化構造物の動的最適設計法に関する総合的研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06302039
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 背戸 一登 日本大学, 理工学部, 教授 (40256798)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉田 和夫 慶応義塾大学, 理工学部, 教授 (80101997) ; 谷 順二 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006192) ; 長松 昭男 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016640) ; 岩井 善太 熊本大学, 工学部, 教授 (40026109) ; 木村 秀紀 東京大学, 工学部, 教授 (10029514)
• Keywords: 知能化 / 構造物 / 最適設計 / 振動制御 / モデリング / ロバスト制御 / 振動解析 / 適応制御

Research Abstract

知能化する構造物を構築する上で重要なことは、構造系の解析や最適設計に関わる研究者と制御理論や制御系の最適設計に関わる研究者が相互の研究内容を理解し合い、一体になって研究を進めることである。本総合研究の特色は、構造系と制御系の共通の基盤にモデリングを位置づけて、これを接点にして研究を遂行するところにある。今年度は三回の研究会を行い,昨年度の現状調査に基づいて進められた個々の研究内容を紹介し、それに関する研究目的に沿った活発な討論を行ってきた。今年度の研究実績を大別すると次のようになる。
(1)構造物のモデリングと振動制御(研究論文7編)
(2)構造系と制御系の同時最適設計問題(同8編)
(3)知能化構造物構築のための振動解析と振動発生機構の解明(同6編)
(4)知能化構造物構築のためのセンサとアクチュエータの開発と配置,応用(同8編)
(5)ロバスト制御や適応制御(同12編)
以上合計41編の研究実績が挙げられた。まづ、(1)項については分布定数系を有する弾性構造物の集中定数系モデル作成法を中心に研究が進められ、曲げやねじれの振動制御が可能な多質点モデルを自動生成して最高9次モードまでの振動制御が事例が示された。(2)項は遺伝的アルゴリズムとロバスト制御系設計法の統合,アクティブとパッシブ系の統合設計など同時最適設計の新しい進展が見られた。知能化構造物の構築に構造物の動解析と振動原因の解明は重要である。この分野でも進展が見られた。構造物の知能化とセンサ,アクチュエータの開発,有効利用の方法を探ることは深い関わりを持つ。この分野でも収穫があった。μ設計法やH∞制御,適応制御,スライディングモード制御などのロボット,磁気軸受け,振動制御などへの応用によって,構造設計に関する新しい方法論が示されたのも収穫であった。

Research Products

• [Publications] 背戸・冨波・松本: "並列する弾性構造物のモデル化法と振動制御法(超々高層ビル実現のための基礎研究)" 日本機械学会論文集(C). 61. 1899-1905 (1995)
• [Publications] K. Seto and et al.: "Reduced Order Modeling and Vibration Control Methods for Flexible Strctures Arranged in Parallel" Proceedings of American ControlConference. 3. 2344-2348 (1995)
• [Publications] 江連・松野・背戸: "柔軟構造物の振動制御におけるアクチュエータとセンサの配置に関する実験的研究" 日本機械学会論文集(C). 61. 2826-2832 (1995)
• [Publications] K. Seto and et al: "Vibration control of Engine Roll and Bounce using Hydraulic Engine Mounls" Journal of Robotics and Mechatronics. 7. 285-294 (1995)
• [Publications] K. Seto and et al: "The Modeling and Active Control of Flexible Plate Structure for Reducing Noise Radiation" Proeedings of ASME Degn. Engr. Tech. Conf.84. 359-368 (1995)
• [Publications] K. Seto and et al: "Vibration Control Method for Flexible Structures with Distrbuted Parameters using a Hybrid Dynamic Absorber" Proceedings of ASME Degn. Engr. Tech. Conf.84. 393-400 (1995)
• [Publications] 梶原逸朗,他4名: "振動問題における構造物の形状最適設計" 日本機械学会論文集(C). 61. 2662-2667 (1995)
• [Publications] 辻岡一明,他2名: "遺伝的アルゴリズムを用いた構造系とH^∞制御系の統合最適設計" 日本機械学会論文集(C). 61. 2704-2711 (1995)
• [Publications] Kajiwara, I. et. al.: "Integred Optimum Design of Structure and Servosystem with Dynamic Compensator." AIAA 37th SDM Conference. (発表予定). (1996)
• [Publications] 伊藤貴之,野波建蔵: "弾性ロータ・磁気軸受系のμーシンセシス" 日本機械学会論文集(C). 61. 2812-2818 (1995)
• [Publications] 西村秀和,野波建蔵,田中 修: "アクティブ動吸振器による多自由度構造物の極配置指定H_∞制御" 日本機械学会論文集(C). 61. 1351-1358 (1995)
• [Publications] 範 啓富,野波建蔵,中野光雄: "フィードバック制御による一次元排気ダクト系のアクティブノイズコントロール" 日本機械学会論文集(C). 61. 3276-3281 (1995)
• [Publications] 崔 宏武,谷順二,柳瀬浩之: "ガスジェットによる二重振子の振動制御" 日本機械学会論文集(C). 61. 1837-1841 (1995)
• [Publications] 崔 宏武,谷順二,大友規短雄: "ジャイロ機構による鉛直送水管のロバストフラッタ制御" 日本機械学会論文集(C). 61. 1822-1826 (1995)
• [Publications] G. Cheng, J. Tani, H. Cui & J. Qiu: "Active Control of Bending-Twisting Coupled Vibration of a Plate UsingPiezoelectric?" Proc. of Int. Symp. on Microsystems, Intelligent Materials & Robots. 494-497 (1995)
• [Publications] J. Tani, H. Nakaniwa, T.?, K. Ohtomo & K. Kosugo: "Vibration Suppression Effect of Liquid Crystal under Electromagnetic Field." Proc. of Int. Symp. on Microsystems, Intelligent Materials & Robots. 482-485 (1995)
• [Publications] Kajiwara, I., et. al: "Integrated Optimum Desing of Structure and Controi System by Modal Analysis." Proc. of ASME 15th Biennial Conf. on Mech. Vibration and Noise.3. 487-494 (1995)
• [Publications] 辻岡一明,他2名: "構造系H^∞制御系の同時最適設計" 日本機械学会論文集(C). 61. 967-974 (1995)
• [Publications] H. Ohta: "Application of Wavelet Analysis to Monitoring of Engine-Drive System." Prec. of Asia-Pacific Vibration Conf.II. 600-605 (1995)
• [Publications] 大日方,佐藤,平元,村岸,栗田: "構造系と制御系の同時最適設計法(レギュレータ問題の場合)" 日本機械学会論文集(C). 61. 4264-4269 (1995)
• [Publications] 湯川,内山,大日方: "振動する柔軟構造物のロボットによるハンドリング" 日本機械学会論文集(C). 61. 938-943 (1995)
• [Publications] 平元,土岐,大日方: "開ループ系の性能を考慮したパッシブ系とアクティブ系の同時最適化" 日本機械学会論文集(C). 61. 1450-1455 (1995)
• [Publications] J. Qiu and J. Tani: "Vibration Control of a Cylindrical Shall Used in MRI equipment." J. Smart Materials and Structures.4. 75-81 (1995)
• [Publications] J. Qiu and J. Tani: "Vibration Control of a Cylindrical Shell Used Distributed Piezoelectric Sensor and Actuators." J. Intelligent Material Systems and Structures.6. 474-481 (1995)
• [Publications] Z. Iwai, et. al.: "Active Vibration Control of Multi-Degree-of-Freedom Structures by theUse of DSAC." Proc. of 4th IEEE Conf. on Control Applications. 1. EP3.1-EP3.6 (1995)
• [Publications] 太田 博: "ふれまわりの危険速度を通過する回転軸のねじり振動" 日本機械学会論文集(C). 61. 1265-1270 (1995)
• [Publications] 太田 博: "再生びびり振動の発生におよぼす工具逃げ面の摩擦の影響(第1報,磨耗部の被削材への削り込みにる動的切削力のモデル)" 日本機械学会論文集(C). 61. 1279-1285 (1995)
• [Publications] 太田 博: "被削材の再生びびり振動の発生(第6報,条件つき安定限界での振動の挙動)" 日本機械学会論文集(C). 61. 1849-1854 (1995)
• [Publications] H. Ohta: "A New Method of Detect Regenerative Chatter using Spectrum Analysis.(Part I : Basic Study on Criteria for Detection of Chatter.)" Prec. of 1995 IMECE. 617-627 (1995)
• [Publications] H. Ohta: "Detection of Abnormal Cutting using Spectrum Analysis and Neutral Network." Prec. of Asia-Pacific Vibration Conf.II. 763-768 (1995)
• [Publications] K. Seto and et al: "Active Vibration Control of a Flexible Structures Combined With Actuators" Proceedings of ASME Degn. Engr. Tech. Conf.84. 407-415 (1995)
• [Publications] 猿渡・背戸: "アクティブ遮音の研究(平板の騒音制御)" 日本機械学会論文集(C). 61. 3769-3775 (1995)
• [Publications] K. Seto and et al.: "Bending and Torsional Vibration Control for Flexible Structures arranged in Parallel" Proceeding of Asian-Pacific Vib. Conf.1. 227-233 (1995)
• [Publications] 岩井善太 他4名: "単純適応制御(SAC)手法の油圧サーボシステムの位置制御への応用" 日本機械学会論文集(C). 61. 3991-3998 (1995)
• [Publications] 岩井善太 他2名: "非モデル化動特性を有する系に対するSAC系設計" 計測自動制御学会論文集. 31. 1366-1374 (1995)
• [Publications] 岩井善太 他2名: "CGT手法にもとづく離散時間適応制御系構成とその実験的検討" 日本機械学会論文集(C). (掲載決定). (1996)
• [Publications] 内田洋彰,真波建蔵,小山角太郎: "周波数成形最適トラッキング制御による4足歩行ロボットの動的歩行" 日本機械学会論文集(C). 61. 3627-3634 (1995)
• [Publications] 内田洋彰,野波建蔵: "動歩行をめざした4足歩行ロボットの動的歩行のH_∞制御" 日本機械学会論文集(C). 61. 4680-4686 (1995)
• [Publications] 野波建蔵,仁科研一,斉藤 満: "ゼロパワー磁気軸受系の離散時間スライディングモード制御" 日本機械学会論文集(C). 61. (1996)
• [Publications] Kenzo NONAMI: "Control Performances Based on Control System Desing Strategies for Active Structural Control." JSME International Journal. 38. 367-378 (1995)
• [Publications] 原 辰次,千田有一,佐伯正美,野波建蔵: "ロバスト制御のためのベンチマーク問題(I)" 計測と制御. 34. 403-409 (1995)