2020 Fiscal Year Annual Research Report
Unified Control Theory of Semi-Active Vibration Suppression and Predictive Control to Enable Complete Prediction of Vibration
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18H01619
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
槙原 幹十朗 東北大学, 工学研究科, 教授 (60392817)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中原 健志 九州産業大学, 理工学部, 准教授 (00334516) [Withdrawn]
亀山 正樹 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (30302178)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 振動制御 / 準能動制振 / 予測制御 / 圧電 / 宇宙構造物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(A) 不変量に関する詳細特性を明らかにした．具体的には，不変性の精度・電気漏れの影響を定量的に調べた．予測値と実測値を定量的に比較することによって，不変量の特性の中でも，特に予測誤差・予測間隔の影響・温度依存性・計算負荷への影響を精査した．影響・温度依存性・計算負荷への影響を明らかにするために複数の計測によって電荷の計測値を比較することで詳しい知見が得られた．事前予想とは異なり，不変量の変動幅が大きかったので，それに対応して制御理論を一部見直した．具体的には，制御の更新ステップをアダプティブにした．この理論改修によって不変量の価値が高まった．
(B) 制御エネルギ消費の減少量を定量的に明らかにした．数値シミュレーションを援用して，予測精度のエネルギ消費を調査した．制御考慮のモデル次元が高過ぎて計算負荷が多大になったので，制御モデル次元の低減・制御間隔の閑散化の対策を取った．この対策は制御性能と相反する措置であるために多くの試行錯誤を必要とした．オンライン計算負荷が多大であったので，オフライン計算やルックアップテーブルを拡充することで対応した．
(C) エネルギ回生型準能動制振の制振効果の向上量を定量的に明らかにした．様々な外乱入力・ノイズに対するロバスト性を定量的に明らかにした．予測値と実測値をリアルタイムに比較する計測系とプログラムを完成させた．これまでに制作した実験装置によって，提案手法の予測精度を明らかにした．複雑な構造物でも高い制振効果を証明することができた．
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| Research Progress Status |
令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Optimization of Electromechanical Dynamic Vibration Absorber for Flexible Space Structure2021
Author(s)
Watanabe, T., Li, A., Goto, K., Hara, Y., Otsuka, K., and Makihara, K.
Organizer
Proceedings of the 18th International Conference on Flow Dynamics
Int'l Joint Research
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[Presentation] Enhancing Piezoelectric Harvested Energy of an Advanced Switching Interface by Tunable Switching Intervals2021
Author(s)
Zhou, M., Hara, Y., Jia, Y., Shi, Y., Soutis, C., Kurita, H., Narita, F., Otsuka, K., and Makihara, K.
Organizer
Proceedings of the 18th International Conference on Flow Dynamics
Int'l Joint Research
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[Presentation] Vibration Suppression Integrating Semi-Active Control and Model Predictive Control Based on Harmonic Input2020
Author(s)
Takamoto, I., Abe, M., Hara, Y., Nakahara, T., and Makihara, K.,
Organizer
Proceedings of the 15th International Conference on Motion and Vibration Control (MOVIC)
Int'l Joint Research
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