コンパクトハイブリッドスマートコンポジットの最適設計に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09650113
• Research Institution: OSAKA CITY UNIVERSITY
• Principal Investigator: 福田 武人 大阪市立大学, 工学部, 教授 (40047155)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高輪 武志 摂南大学, 工学部, 教授 (60236370)
• Keywords: ピエゾセラミックス / ER流体 / 光ファイバセンサ / スマートCFRP積層板 / 一体化 / 振動制御 / ハイブリッド効果 / ファジイコントローラ

Research Abstract

平成9年度には、まずセンサとして光ファイバ、アクチュエータとしてセラミックピエゾ素子に加えて、ER流体(Electrorheological fluids)を一体化し、アクティブ振動制御を目的としたスマートCFRP複合材料はりの設計と製作を行なった.続いて、振動制御にはいろいろな制御方法が用いられているが、今回取り扱うスマートCFRP複合材料はりシステムが複雑であるため、システム同定において有効なファジィ制御が制御手法として採用し、ファジイコントローラを設計した。
平成10年度は、9年度で設計したファジイコントローラを実際に稼働させ、制御効果を確認することを主たるテーマとした。すなわち、片持ち状に支持したCFRP複合材料はりの先端変位および速度を変数とするメンバーシップ関数を採用し、それら2変数単独またはそれらの組み合わせたメンバーシップ関数を用いてオンラインでアクチュエータヘの入力電圧の計算を行ない、それらをER流体あるいはセラミックピエゾ素子へフィードバックできるファジイコントローラを製作した。
平成11年度は、最終年度のためこれまでに得られた実験ならびにシミュレーションを繰り返し実施し、安定したファジイコントローラを完成させ、CFRP積層はりの振動制御実験に適用した。その結果、ER流体、ピエゾセラミック素子をそれぞれアクチュエータとして併用した、いわゆるコンパクトハイブリッドスマートコンポジットの最適設計が完了し、2つのコントローラを単独で用いるよりが効率よく振動制御が可能となった。

Research Products

• [Publications] T.Takawa: "Fuzzy Control of Vibration of a Smart CFRP Laminated Beam"Smart Materials and Structures. 9・1(in press). (2000)
• [Publications] T.Fukuda: "Optimum Vibration Control of CFRP Sandwich Beam Using Electro-Rheological Fluids and Piezoceramic Actuators"Smart Materials and Structures. 9・1. 121-125 (2000)
• [Publications] T.Fukuda: "Fuzzy Control of Vibration of a Smart CFRP Laminated Beam"Proceedings of 12th International Conference on Composite Materials. (CD-ROM). (1999)
• [Publications] T.Fukuda: "Application of ER Fluid to Gyro Stabilizer"Abstracts of the 7th International Conference on ER Fluids and MR Suspension. 27 (1999)
• [Publications] T.Fukuda: "In Situ Strain Measuring and Cure Monitoring of Composite Materials in Autoclave Molding"Proceedings of the 2nd Workshop on Structural Health Monitoring. 247-256 (1999)
• [Publications] 谷順二編、福田武人: "インテリジェント材料・流体システム"コロナ社. 201 (2000)