超高速車両の姿勢制御と振動制御の統合化に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450095
• 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): 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) ; 吉田 秀久 東京農工大学, 工学部, 助手 ; 鎌田 崇義 東京農工大学, 工学部, 助教授 (60262119) ; 鈴木 康文 (財)鉄道総合技術研究所, 鉄道力学研究部, 研究職
• Keywords: 車体傾斜制御 / 振動制御 / 超過遠心加速度 / 輸重変動 / リンク機構

Research Abstract

本研究の目的は、超高速車両(車輪レール方式と磁気浮上方式)の固有の動揺現象、特に曲線部での超過遠心力による動揺現象を解析し、動力学的な見地から速度向上に有効な車両制御の概念を提案し、その効果を理論と実験により明らかにすることである。
(1)従来からのアクティブ・サスペンションやダンパー制御の研究は、振動成分のみを対象としたいわゆる"振動制御"であり、積極的に車体の姿勢(傾斜角)制御をすることは対象外であった。本研究により、車体の姿勢制御と振動制御を統合したサスペンションの最適な設計法を明らかにする。
(2)本研究ではマルチボディーダイナミクス解析により、脱輪・脱線の目安となる内外輪の荷重バランス(輪重・横圧変動や、磁気浮上力変動)を考慮した車両の最適な傾斜機構を明らかにする。
(3)超過遠心力や空力外乱および軌道外乱に対して提案するサスペンションの制御方式の有効性を、室内模擬実験装置により明らかにする。初年度である今年度は、具体的に以下を行った。
(1)曲線軌道上走行安定性の計算機シミュレーションによる解析
(2)電動サーボ機構によるサスペンションの試作
(1)においては、今回提案する新しいサスペンション機構を実現するための準備として、マルチボディーダイナミクス解析により脱輪・脱線の目安となる内外輪の荷重バランスの計算システムの構築を行った。
(2)においては、今回提案する新しいサスペンション機構を室内規模で実現するための模擬走行実験装置のうち主要な新しいサスペンション機構部の1部を製作した。

Research Products

• [Publications] H.YOSHIDA and M.NAGAI: "Design and Evaluation of New Tilting Control Systems for Railway Vehicle"INTERCON2000 (International Conference on Electronics, Electrical and Systems Engineering). 26-31 (2000)
• [Publications] 吉田秀久 他3名: "車体傾斜車両の傾斜制御と振動制御の統合化に関する研究(サスペンション幾何学による車体傾斜機構の解析)"日本機械学会 第9回 交通・物流部門大会(TRANSLOG2000)論文集. No.00-50. 189-190 (2000)