超高速編成車両の動揺解析と振動低減化の研究-ロバスト制御ダンパの適用-

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450099
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 永井 正夫 東京農工大学, 工学部, 教授 (10111634)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 川真田 智 (株)ブリヂストン, 研究開発本部, 研究職 ; 宮本 昌幸 明星大学, 工学部, 教授 (60298057) ; ビッケル ロバート 東京農工大学, 工学部, 講師 (50282801) ; 田川 泰敬 東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (20216807)
• Keywords: ER形ダンパ / 連続可変形ダンパ / スカイフック特性 / 振動制御 / 横圧低減

Research Abstract

本研究では,時間的に連続的に減衰力を調整することが可能な可変ダンパを試作し,振動低減効果に優れたスカイフック特性を実現する非線形ロバスト制御系を開発し,アクティブサスペンションと比較して,振動制御性能・消費エレルギー等について各々比較検討する。
本年平成9年度は,電気粘性流体(ER流体)を用いて,鉄道車両用のダンパとして可能性を検討し,適用可能と評価,判断した。更に模型装置において,実験的検討を行うためのER流体形ダンパを試作した。
従来形ダンパの発展形として,オリフィスの径をステッピングモータで調整するダンパを用いて,多自由度試験装置を製作した。これを用いて,各自由度におけるスカイフック特性を実現するための制御則を提案した。今後更に,走行速度による車体(機械的)連成と考慮されていないダンパ特性のロバスト性向上の検討を行う。
大規模シミュレーションにおいては,車体17自由度の1車両モデルを構築し,LQ問題とH∞混合感度問題により,アクティブ制御系,セミアクティブ制御系を設計し,直線軌道走行時の制振効果の比較検討を行い,制振効果と横圧低減の両面から評価を行った。

Research Products

• [Publications] M.Nagai et al.: "Semi-active Control of Vehicle Vibration Using an Electro-Rheological Fluid Damper" Proceedings of the 2nd Asian Control Conference. vol 1 of 3. 641-644 (1997)
• [Publications] 永井正夫他3名: "乗り心地フィルタを考慮した鉄道車両の周波数成形LQG制御" D&D'97シンポジウム機械力学・計測制御講演会論文集(日本機械学会). NO.97-10(B). 89-92 (1997)
• [Publications] 永井正夫他2名: "ERダンパを用いたスカイフック追従制御-第1報,厳密線形化による最適制御とPI制御-" D&D'97シンポジウム機械力学・計測制御講演会論文集(日本機械学会). NO.97-10(B). 95-98 (1997)
• [Publications] 永井正夫他2名: "ERダンパを用いたスカイフック追従制御-第2報,厳密線形化による誤差最適制御-" 交通・物流部門大会講演会論文集(日本機械学会). NO.97-12. 43-46 (1997)
• [Publications] 永井正夫他2名: "鉄道車両の最適振動制御(アクティブ/セミアクティブ制御の比較)" 交通・物流部門大会講演会論文集(日本機械学会). NO.97-12. 65-68 (1997)
• [Publications] 永井正夫他3名: "H∞制御理論を適用した制御形ダンパによる鉄道車両の振動制御" 第75期通常総会講演会論文集(日本機械学会). (予定). (1998)