局所制御された自励振動子群の協調による運動パターンの生成と振動搬送への応用

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650233
• Research Institution: The University of Shiga Prefecture
• Principal Investigator: 栗田 裕 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (70275171)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松村 雄一 滋賀県立大学, 工学部, 助手 (20315922)
• Keywords: 自励振動 / パターン生成 / 同期 / 引込み / 分散制御 / 速度フィードバック / 振動搬送 / 共振点追尾

Research Abstract

昨年度は,可変速度フィードバックで局所制御された自励振動子群の引込み現象について,数値実験による基礎的な考察を行い,分散制御された自励振動機械の同期駆動による搬送の実現に応用した.本年度は,複数の振子からなる実験装置を製作し,引込みの発生条件,位相差などについて昨年度得た基礎的な知見を実環境下で検証すると共に,複数の自励振動子間の引込みにおいて,個々の振動子が周囲の振動子から受ける影響と振動波形の位相差の関係についても調べた.
まず,1台の振子を用いて,強制外力の周波数一定のもとで力だけを大きくしていき,強制外力と振子の振動波形が同期する範囲を求めた.その結果,強制外力だけで指令振幅に達する場合に,可変速度フィードバックゲインが負になり,制御力が制振の働きをして同期するという結果を得た.この実験結果は昨年度の数値実験の結果に一致する.
次に,2台の振子の平均速度を定数倍したものを各振子に働く強制外力してフィードバックし,その力が同期範囲に及ぼす影響を調べた.その結果,2台の振子における相互引込みも,1台の振子における強制引き込みの考え方で説明できることを示した.さらに,振幅一定で同期が実現している場合には,同期ゲインが機械系の減衰係数と負の速度フィードバックゲインの和につり合っていることを定量的に示した.
3台以上の振子を用いた場合の相互引込みについては,2台の振子を用いた場合と同様に,平均速度を定数倍したものを強制外力としてフィードバックする方法で実現できることを示した.また,近傍の振子の速度を強制外力としてフィードバックすることで,位相制御をすることなく一定の位相差をもった振動波形が作り出せることも示した.

Research Products

• [Publications] 後伸昌, 栗田裕, 松村雄一: "可変速度フィードバックで制御された自励振動子群の引込み現象"日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. OS02-219 (2001)
• [Publications] 波多野知典, 栗田裕, 松村雄一: "分散制御された自励振動機械の協調による振動搬送"日本機械学会機械力学・計測制御講演論文集. OS12-220 (2001)