圧電効果を利用したたわみ易い構造物の振動制御に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08875089
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 小林 昭一 京都大学, 工学研究科, 教授 (90025908)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 隆司 京都大学, 工学研究科, 助手 (50283643) ; 西村 直志 京都大学, 工学研究科, 助教授 (90127118)
• Keywords: 圧電素子 / 振動制御 / DAQ / レーザー振動計 / レーザー・ドップラー速度計 / 片持ばり

Research Abstract

この研究は,圧電素子を用いて,はりとか薄板などのたわみ易い構造物の振動制御を行うことを目標として,基礎的な制御のメカニズムを解明し,その最適振動制御法を見い出すことを目的とした基礎研究である.得られた主な成果の概要を以下に示す.
1)昨年度に整備した振動のディジタルデータ収録・処理システム(非接触レーザー振動計,動ひずみ計からのアナログ出力を増幅器し,ディジタル・オッシロスコープの出力データをGPIBを通して,あるいはアナログデータをDAQを用いてディジタル収録し,LabVIEWを用いてコンピュータに高速で処理するシステム)および振動駆動システム(処理したディジタルデータをLabVIEWを介してアナログ出力し,増幅して圧電素子を駆動し,振動を発生するシステム)を補強した.
2)新しいシステムを用いて,片持ちばりの振動制御実験システムを構成し,上のデータ集録・処理システムを用いて,フィードバックして圧電素子を駆動するシステムをつくり,制御効果を確認した.用いたシステムは,a)片持ちばりの自由振動の発生,b)振動計測(レーザー振動計おより動ひずみ計),c)データ収録(DAQ),d)演算処理制御信号発生部分(LabVIEW),およびe)駆動部分(増幅器,圧電素子)から成っている.
3)片持ちばりでは,固定端近くの断面で曲げモーメントを加えて制御するのが有効であり,当然のことながら,制御力が大きい(制御電圧が大きい)ほど制御効果が大きいことが明らかとなった.
なお,ここでは一断面での制御を検討したが,複数断面での制御については,境界要素法を用いた境界制御のシミュレーション解析による最適制御法の実証実験と関連して,検討中である.