道路環境対策のための橋梁振動制御用アクチュエータと制御システムの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555148
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 岡林 隆敏 長崎大学, 工学部, 助教授 (90039686)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 下田 郁夫 オイレス工業(株), 技術部長 ; 梶川 康男 金沢大学, 工学部, 教授 (00089476) ; 高橋 和雄 長崎大学, 工学部, 教授 (30039680)
• Keywords: 道路環境 / 橋梁振動 / 振動制御 / アクティブ制御 / アクチュエータ / 制御器 / 実験

Research Abstract

都市高速道路では,交通荷重による道路橋振動に起因する,地盤振動が住民に及ぼす影響が重大な問題になっている.本研究は,このような道路橋の振動をアクティブ制御する技術を確立するために行ったものである.
道路橋の振動をアクティブ制御するためには,次のような問題を解決する必要がある.
(1)橋梁振動制御を行うための推定機構と制御則を確定すること.
(2)計算速度が十分な制御器を設計すること.
(3)橋梁の振動を制御するための力を発生させる,アクチュエータを開発すること.
これらの目的について,本研究で得られた結果は,次のように要約することができる.
(1)推定機構と制御則の決定
カルマンフィルターを用いることにより,1点の観測量から,橋梁の状態量および車両の状態量の推定が可能になった.瞬時最適化制御則を拡張し,非定常システムに対応した新しい制御則を確立した.数値シミュレーションにより,この制御則が有効であることを確認した.
(2)制御器の設計
パーソナルコンピュータとDSPを組み合わせた,制御器のハイドウェアを構成した.さらに,制御用プログラムをDSPに書き込む,一連の作業を完了した.このことにより,振動制御のための制御器の設計とシステムの構成は終了した.
(3)振動制御用アクチュエータの開発と振動制御実験
橋梁の振動制御用のアクチュエータの試作を行った.このアクチュエータにより歩道橋の振動制御実験を行い,その有効性を確認した.しかし,道路橋の実験を実施するまでには至っていない.
本研究の経過において,当初計画していた,制御器の設計と制御システムの構成は終了している.研究成果の一部は,すでに報告しているものもあるが,いくつかは現在準備中である.次年度は,アクチュエータの設計変更を実施し,実用化できるアクチュエータ完成させる計画である.

Research Products

• [Publications] 岡林 隆敏: "未知入力オブザーバーを用いた多自由度系構造物の振動制御" 第4回「運動と振動の制御」講演会論文集. 95-28. 267-270 (1995)
• [Publications] 岡林 隆敏: "カルマンフィルタによる道路橋交通振動の状態推定" 第3回振動振動制御コロキウム論文集. PARTB. 25-32 (1995)
• [Publications] 岡林 隆敏: "橋梁交通振動のパッシブ制御とアクティブ制御" 橋梁交通振動コロキウム論文集. 121-132 (1995)
• [Publications] 岡林 隆敏: "走行車両による道路橋振動制御における状態推定に関する考案" 橋梁交通振動コロキウム論文集. 257-264 (1995)
• [Publications] 岡林 隆敏: "走行車両による単純桁橋振動のカルマンフィルタによる状態推定" 構造工学論文集. 42A(4月掲載予定). (1996)
• [Publications] 岡林 隆敏: "各種フィードバック制御則による道路交通振動のアクティブ制御" 構造工学論文集. 42A(4月掲載予定). (1996)