2019 Fiscal Year Annual Research Report
Stable method for generation of a vibration-free state using wave-guidance, wave-blocking and energy-trapping control
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16K06161
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| Research Institution | Seikei University |
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Principal Investigator |
岩本 宏之 成蹊大学, 理工学部, 准教授 (90404938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 信雄 成蹊大学, 理工学部, 客員研究員 (70305423)
西郷 宗玄 成蹊大学, 理工学部, 客員研究員 (80357053)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 波動制御 / エネルギトラッピング制御 / 波動フィルタ / 伝達マトリクス法 / 集中定数系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，構造問題を振動モードではなく波動の観点から制御する試みに注目が集まっている．当該手法に，ある領域に流入する波動を遮断することで無振動状態の生成が可能である．一方で，非制御領域において新たな共振現象が発生してしまう．そこで，本研究課題においては，機械システム内を伝播する外乱波動を能動制御によって誘導し，トラッピングすることで，無振動領域の生成と非制御領域における新たな共振の回避を同時に達成する手法の確立を目的とする．昨年度に，減衰波を有するような分布定数系においては，数値的不安定性の影響で，エネルギトラッピング制御の数値解析が困難であることが明らかになった．そこで，今年度は一次元集中定数系おけるエネルギトラッピング制御の確立について検討を行った．詳細は以下の通りである．
（１）一次元集中定数系を対象とした波動弁の構築
伝達マトリクス法をベースとして，一次元集中定数系を対象とする．波動弁の構築を行った．具体的には，2つの質点の速度情報から，ある方向に伝播する波動を抽出する波動フィルタを構築し，その信号をフィードバック信号とする波動制御法を提案した．数値解析の観点から，波動観測点と制御点の位置関係が不変である限り，集中定数系のどの部分に波動弁を設置しても，所望の制御効果が得られることを示した．
（２）一次元集中定数系を対象としたエネルギトラッピング制御
上記の波動弁を対向させることにより，集中定数系のある領域に外乱エネルギをトラッピング（捕獲）する手法を確立した．波動弁の場合と同様に，伝達マトリクス法をベースとした数値解析を行ったが，昨年度と同様に，数値的不安定性の影響で，正常な結果を得ることができなかった．そこで，従来の伝達マトリクス法と線形分数変換を組み合わせることにより，この問題を解決した．その結果，提案手法の有用性を数値解析により明らかにした．
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