Basic development of self-powering active dynamic absorber based on parametric resonance

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K04950
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 谷口 智之 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (20782460)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤本 修平 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (80586686) ; 市川 泰久 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (20586680)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: オートパラメトリック励振 / 振動制御 / 自励振動 / 安定判別

Outline of Annual Research Achievements

船内振動に対する国際規格の改正や騒音規制の導入など効果的な振動・騒音の低減が求められているが，事前の高精度な振動予測は難しいことが多く，建造後に対策可能な装置が望まれる．一方で振動抑制法として自励振動の活用が注目されている．自励振動とは周囲のエネルギーを振動エネルギーに変換し，発生・成長する振動であり，自励振動を用いた装置が制振対象の代わりに振動することによって，効率的に振動を低減化させる．この性質は振動発電としても用いられる．しかしながら，制振効果が表れる周波数範囲が狭く，ロバスト性には課題が残る．また，動吸振器を制御することで低減効果のある周波数範囲を広げるアクティブ型動吸振器があるが，外部電源が必要となるなど運用コストの負担が増加する．そこで，本研究では，自励振動による抑制効果と振動発電のそれぞれの特長を活かして，振動発電を電源としたアクティブ制御を導入することにより，広範囲かつ効果的に制振を行う自己給電型制振装置の開発を目的とする．
最終年度は研究計画上の③実験的検討について実施した．前年度のオートパラメトリック励振系のモデルに基づき、オートパラメトリック励振が効果的に発生する振り子型の実験装置を考案した。Raspberry Pi Picoによる制御および上下加振用モータを取付けた装置を実際に制作し、オートパラメトリック励振による基盤部の制振と振り子の振幅の拡大および発電が可能であることを実験と解析の両面から明らかにした。