2017 Fiscal Year Annual Research Report
Structural vibration control network using active mass dampers controlled by neural oscillators
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15K05864
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
射場 大輔 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (10402984)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 制振 / 動吸振器 / 神経振動子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
動物の歩行運動に関連した神経振動子をアクティブ動吸振器の制御方法に組み込むことで，生物の移動様式を模擬して動吸振器の可動範囲を考慮でき，かつ，構造物のパラメータ変化に対してロバストな制振装置ユニットを開発すること，さらに，開発した複数の制振ユニットの制御器を無線通信で結合し，分散型制振ネットワークシステムを構築することで耐故障性に優れた次世代のアクティブ制振システムを提案し，その基礎的な設計方法や有効性の検証及び発展的な応用を行うことを目的としている．これまでの研究により次の結果を得た．
平成２９年度では，はじめに単一制振ユニットによるマルチ振動モード制御法の開発に取り組んだ．ここでは構造物の１次・２次固有振動数に合わせた２つの神経振動子を用意し，地震外乱を受けた構造物のそれぞれの振動成分に同期させた．そして１次モード制振用にはこれまでの位置制御器を利用して補助質量のストローク制約を考慮する方法，２次モード制振用は必要となる変位量が抑えられるため力制御器を利用して制振を行うアルゴリズムを開発した．続いて，神経振動子群のネットワークを構成し，制御システムのロバスト性能と対故障性能を向上させるための基礎研究に取り組んだ．固有振動数と入力部のゲインが異なる４万個の神経振動子群が構造物の地震応答に対してどのような反応を示すか調査するため，振動子応答の視覚化を行った．そして入力に同期した振動子群を自動で抽出し，その出力から補助質量用の目標変位を更生するアルゴリズムを開発した．さらに，振動子の自励振動振幅を決定する定常入力項に構造物応答の絶対値を入力することにより，構造物の小振幅時には反応せず，そして通常の振動時には振幅の大きさに依存しない同期範囲を有する神経振動子の開発に成功した．また，小型ながら構造物の大振幅時にも動作可能な質量項の係数励振を利用した動吸振器の開発を行った．
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