2005 Fiscal Year Annual Research Report
受動機構と能動機構を併合したハイブリッド制振機構の統合化最適設計
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17560208
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
水谷 一樹 三重大学, 工学部, 教授 (30023237)
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| Keywords | 振動制御 / ハイブリッド除振システム / 統合化最適設計 / ロバスト制御系設計 / 制御力分配手法 |
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| Research Abstract |
本研究では、受動機構と能動機構を併合したハイブリッド制振装置について、機械構造系と制御系の設計を同時に進め、統合的に考えて最適設計することにより、より高い性能を持つ制振システムの構築を目指している。
研究対象の三次元ハイブリッド制振装置では4箇所の支持点に取付けられた4個のアクチュエータで重心の上下方向の並進振動及び重心を通る2主軸回りのロール、ピッチ方向の傾き振動の3自由度の振動を制御する。制振装置を精密部品の搬送台車などに組み込む時には、搬送物の重量の変化などに対してロバストな制御系が必要になるので、対象系をモデル化して複数のアクチュエータの協調制御が可能であるようなロバスト制御則を構築し、シミュレーションによりその特性を解析した。
本研究対象のようにアクチュエータの数が制御対象の自由度に対して冗長な系では、各アクチュエータに対する制御力の分配が問題になるが、これについての研究はほとんど行われていない。ハイブリッド制振機構の統合化最適設計の一つの問題として冗長性のある制御系の制御力の分配について着目し、制御力の分配に擬似逆行列、一般逆行列及び力学的な平衡関係のそれぞれを用いた場合について検討し、制御力の最適分配則を導出した。
理論解析と並行して実験装置の試作を行っている。実験装置のアクチュエータとして、電流に対する出力特性が高く、応答遅れの比較的小さいボイスコイルモータを開発・製作した。静的及び動的特性を計測して、解析した結果、試作したボイスコイルモータは所定の特性を持っていることが分かったので、実験装置に組み込み、現在は実験装置の動力学的な特性試験を行っている。
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