先端制御理論を活用したスマートコンポジットの最適設計に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650107
• Research Institution: Setsunan University
• Principal Investigator: 高輪 武志 摂南大学, 工学部, 教授 (60236370)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福田 武人 大阪市立大学, 工学研究科, 教授 (40047155)
• Keywords: セラミックピエゾ素子 / ER流体 / スマート複合材 / 振動制御 / 非線形特性 / ファジィモデル / リアプノフ安定理論 / 線形行列不等式

Research Abstract

オートクレーブを用いて、センサとしての光ファイバ、アクチュエータとしてのセラミックピエゾ素子を埋め込んだCFRP積層板を製作し、その間にER流体を封入したハイブリッドスマートCFRP複合材はりの製作を行った。この複合材はりを片持ち状に支持してはり先端の振動を効率良く制御する方法について検討した。
アクチュエータの強い非線形特性を勘案して、上記のハイブリッドスマート複合材を制御対象としたモデルを、ファジィ推論とニューラルネットワークの学習機能を融合した方法によって導出し、M系列データという擬似不規則2値信号を入力した実験によりモデルのパラメータを決定した。さらにこのファジィモデルをベースにして並列分散補償の考えにもとづいてコントローラを設計した。当コントローラのパラメータについては、制御対象とコントローラを含めた制御系が安定となるようリアプノフの安定理論より導き出された線形行列不等式を解くことにより決定した。
この結果、強い非線形特性を持つハイブリッドスマート複合材に対してもファジィ・ニューロや線形行列不等式などの先端制御理論を駆使することにより、その振動を大きく減衰させることが出来るようになった。

Research Products

• [Publications] T.Takawa: "Fuzzy Controller Design for Vibration of a Smart CFRP Composite Beam by Using LMI Method"Proceedings of 13th International Conference on Composite Materials. (CD ROM). (2001)
• [Publications] 高輪武志: "スマート複合材はりのファジイ振動制御"第11回インテリジェント材料シンポジウム講演要旨集. (2002)