2019 Fiscal Year Annual Research Report
Broadcast Responsive Vibration Control System to Reduce Damage to Facilities
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16H04455
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
小檜山 雅之 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10333577)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西 宏章 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (00365470)
高橋 正樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (10398638)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 構造制御 / 地震防災 / 構造ヘルスモニタリング / システム同定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以下の2項目について，理論の改良ならびに数値解析，実験を行った。
1. 建物応答情報の一斉送信による機能維持性の向上方法の構築
昨年度開発したキャスター付きの医療機器を想定したブロードキャスト対応制震システムの改良を行った。本システムは以下の流れで制御を行う。まず，撮影装置により設備系のマーカーを撮影し位置座標を読み取る。次に，位置座標を計算機に送信しキャスターの固定・非固定の切替を判断，命令信号を出力する。最後に，無線通信により命令を制御装置に送信し装置を作動させる。制御にはニューラルネットワーク(NN)を使用し，キャスターと床の摩擦を考慮した動的解析により最大変位と転倒角度を抑制するよう強化学習を行う。システムの改良は，撮影情報の処理，NNによる計算，プッシュソレノイドの起動時間，WiFi通信による遅延時間を考慮した制御を検討した。その結果，0.1秒間隔で0.7秒前（建物1次固有周期の約1.5倍）までの姿勢情報を入力しキャスタの固定，非固定を判断するNNが最も応答低減効果があることを実験で確認した。
2. システム同定と構造制御の融合による制御性能の向上
大学校舎を対象に構造パラメータを同定し，その結果に基づき被害発生確率が最小となるようセミアクティブ免震システムの制御パラメータを更新した結果について，査読付き論文で発表した。建物の地震応答特性に関して，幾何学的非線形性により水平変位とそれに直交する慣性力によりねじれ振動が励起される現象の分析を行った。ガウス性白色雑音地動に対する非ガウス性のねじれ応答の研究成果について国際会議発表を行った。新たにオイラー梁理論に基づき幾何学的非線形を考慮した非線形の運動方程式を導出した。オーダー解析を行い，並進2方向と回転方向の相互作用が応答レベルに応じて変わることを明らかにした。震動台実験を行い，構築した運動方程式が実験結果とよく合うことを確認した。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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