1994 Fiscal Year Annual Research Report

土木構造物の震動制御のための自己学習機能を有する制御装置の開発

Research Project

Project/Area Number	06558056
Research Category	Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	土岐憲三京都大学, 工学部, 教授 (10027229)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	澤田純男京都大学, 工学部, 助手 (70187293) 佐藤忠信京都大学, 防災研究所, 教授 (00027294) 家村浩和京都大学, 工学部, 教授 (10026362) 亀田弘行京都大学, 防災研究所, 教授 (80025949)
Keywords	震動制御 / ニューラルネット / バリアブルダンパー / アダプテイブコントロール / 自己学習機能
Research Abstract	建造物を構成する部材や要素の中に計算機で制御可能な構造要素を配置し、地震の継続時間中に構造物の剛性と減衰性を時々刻々変化させて、構造物全体を地震動に抵抗できるようにする制震構造物が最近注目を浴びるようになってきている。こうした制御系の設計は、(a)構造系の動特性の同定過程と、(b)それに基づいた最適制御過程に分けて行われ、いずれも詳細なモデル化が必要になる。モデル化の正否の検証には実物大の構造モデルと制御装置を作成して実験を行わなければならず、膨大な費用を必要とする。そこで自己学習アルゴリズムを利用することにより、構造系の震動応答の観測値を利用して構造系の動特性のみならず制御装置に組み込まれている制御則を、時々刻々と修正しながら最適な震動制御を実行する装置を開発した。この学習機能を内蔵した制御装置は自主的に構造系のモデル化を行うので、構造物へ入力する地震外力のレベルが高くなり、構造系が非弾性応答をするような場合でも最適な制御力が設定できる。モデル化された構造系の動特性を同定するには各種の手法があるが、いずれも逐時計算型のアルゴリズムを利用したものであるので、構造系の自由度が高くなると計算時間が幾何級数的に増大し、実時間の震動制御に利用することは不可能になる。ここでは、自己学習アルゴリズムを利用することにより並列処理の可能な同定手法を開発しこの問題点を克服した。なお、入力地震動の観測値を用いて、その特性も自動的に学習させ、制御力に入力の影響を考慮できるようにした。以下に本年度に得られた成果を要約する。既に開発済みの制御則を自己学習機能を有するアルゴリズムに基づいて、自動修正できる制御則に書き換えた。購入済みのワークステーション(NWS-1850)を利用し、制御装置を内蔵する構造物の動的構造解析を実施できるプロラムの開発を行った。

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] Kioyono.J: "Development of Stochastic.Discrete Wave-Number Method for Seismic Response Analysis of the Ground with Irregular" Earthquake Resistart Construction and Desigr Second Couference. vol.1. 69-76 (1994)
[Publications] Toki.K: "Closed-Open-Loop Control of Seismic Response of Structure with Active Mass Driver System" Proceedings of the Third U.S.-Japan Work-Shop on Earthquake Protective Sistems for Bridges. 3-81-3-94 (1994)
[Publications] Sato.T: "Modeling of Phase Characteristics for Synthesizing Strong Earthqtuake" Proceedlngs of the 9th Japan Earthquake Engineering Simopsium. vol.3. E-025-E-030 (1994)
[Publications] 佐藤忠信: "自己学習機能を有する構造同定アルゴリズム" 第9回日本地震工学シンポジウム. vol.2. 1729-1734 (1994)
[Publications] 土岐憲三: "AMDによる模型構造物の地震応答制御" 第9回日本地震工学シンポジウム. vol.2. 1921-1926 (1994)
[Publications] Sato.T: "Identification and Simulation of Earthquake Ground Motion Inverse Analysis in Geomechanics'94" Proceedings of International Workshop. 37-45 (1994)
[Publications] 佐藤忠信: "ニューラルネットワークによる線形構造系の同定" 京都大学防災研究所年報. 37B-2. 1-14 (1994)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

土木構造物の震動制御のための自己学習機能を有する制御装置の開発

Principal Investigator

土岐 憲三 京都大学, 工学部, 教授 (10027229)

Research Products

[Publications] Kioyono.J: "Development of Stochastic.Discrete Wave-Number Method for Seismic Response Analysis of the Ground with Irregular" Earthquake Resistart Construction and Desigr Second Couference. vol.1. 69-76 (1994)

[Publications] Toki.K: "Closed-Open-Loop Control of Seismic Response of Structure with Active Mass Driver System" Proceedings of the Third U.S.-Japan Work-Shop on Earthquake Protective Sistems for Bridges. 3-81-3-94 (1994)

[Publications] Sato.T: "Modeling of Phase Characteristics for Synthesizing Strong Earthqtuake" Proceedlngs of the 9th Japan Earthquake Engineering Simopsium. vol.3. E-025-E-030 (1994)

[Publications] 佐藤忠信: "自己学習機能を有する構造同定アルゴリズム" 第9回日本地震工学シンポジウム. vol.2. 1729-1734 (1994)

[Publications] 土岐憲三: "AMDによる模型構造物の地震応答制御" 第9回日本地震工学シンポジウム. vol.2. 1921-1926 (1994)

[Publications] Sato.T: "Identification and Simulation of Earthquake Ground Motion Inverse Analysis in Geomechanics'94" Proceedings of International Workshop. 37-45 (1994)

[Publications] 佐藤忠信: "ニューラルネットワークによる線形構造系の同定" 京都大学防災研究所年報. 37B-2. 1-14 (1994)

土岐憲三京都大学, 工学部, 教授 (10027229)