アクティブ・エネルギー回生・ハイブリッド振動制御システムの試作研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555078
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 須田 義大 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (80183052)
• Keywords: 振動制御 / 振動絶縁 / 減衰 / エネルギー回生 / 省エネルギー

Research Abstract

機械システムにおいて、自動車や鉄道車両のような交通機械、各種産業機械を問わず、振動現象の発生は色々な問題を引き起こすため、各種の防振対策が施されている。しかし、本来、交通機械では走行エネルギー、各種産業機械ではその駆動エネルギーの一部が振動エネルギーに変換されたものであり、従来のパッシブな防振方法では、ダンパによる減衰力は熱エネルギーに変換され、エネルギー損失を伴うことになる。アクチュエータを利用したアクティブな振動制御では、エネルギーを消費してしまう。この不合理を解決し、合理的な振動制御方式を確立することが本研究の目的である。
平成7年度は、主として理論的な検討と試験装置の具体的な設計を行った。理論的な検討に関しては、まず本システムを2自由度振動系として数学モデルを構築し、次にこのモデルを用いて制御系の設計を、ロバスト制御の一手法であるH∞制御理論により行い、防振効果、アクチュエータの消費エネルギーおよび回生エネルギーなどの検討を行った。なお、解析にはアクチュエータおよびエネルギー回生ダンパとして働く要素として、電気モータを用いた。解析の結果によると、本システムは十分な防振効果があり、高周波数領域においてはエンルギーが回生されることが明らかになった。制御エネルギーを必要とする周波数領域は低周波なため、回生されたエネルギーをどのように蓄積するかをさらに検討する予定でいる。装置の試作に関しては、動電型振動試験装置、実験計測用ディジタルオシロスコープを購入し、アクティブ・エネルギー回生・ハイブリッド振動制御装置の基本設計を行った。

Research Products

• [Publications] 須田義大: "アクティブ・エネルギ回生ハイブリッドサスペンションの研究" 第4回「運動と振動の制御」シンポジウム講演論文集. 401-404 (1995)
• [Publications] 須田義大: "エネルギ回生ダンパを用いたサスペンションの研究" 生産研究. 47. 13-16 (1995)
• [Publications] Yoshihiro Suda: "A New Hybrid Suspension System with Active Control and Energy Regeneration" 14th IAVSD Symposium on Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks. 13-15 (1995)
• [Publications] Yoshihiro Suda: "Characteristics of Energy Regenerative Damper for a New Hybrid Suspension System" Asia-Pacific Vibration Conference‘95. 137-142 (1995)
• [Publications] 須田義大: "アクティブ・エネルギ回生ハイブリッドシステムのH∞制御" 第4回交通・物流部門大会講演論文集. 87-90 (1995)