振動子ネットワークを用いたファンクショナリズムな振動制御系設計

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K14681
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 本宮 潤一 鳥取大学, 工学研究科, 助教 (80781690)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 振動制御 / 非線形振動子 / ネットワーク構造

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は，動吸振器を用いた振動制御問題を通して，所望の機能を持ったネットワーク構造を技術者自身が自由にデザインするための基盤を築くことである．ネットワーク構造とは頂点と枝のみで構成される比較的変化しにくいネットワークの骨格※のことであり，ここでは，機能を具現化する機械装置として動吸振器を用い，ネットワーク構造と制振効果(機能)の観点からその制御器設計を試みる．この制御器には構造物の振動応答を入力，動吸振器への制御指令を出力として持つ振動子ネットワークが内包されており，様々なネットワーク形状を与え，構造物の周波数応答を調査することでネットワーク構造とその機能とを紐づけていく．本研究課題の成果の一つとして，「ネットワーク構造のパターンから機能を理解する」という巨大で複雑なシステム設計における新しい視点を獲得することができる．初年度は高機能性と多機能性を持った振動子ネットワーク構造の探求すること，次年度はそれら二つの特性を組み合わせることで任意入力に対して特定の振動パターンを出力するネットワークを設計すること，次々年度はネットワークの欠損やバックアップ機能を考察すること，を予定している．初年度の研究成果の一つとして，高い周波数分解能(高機能性)を有するネットワークはマクロな集団ではなく，振動子自身が多くの素子を持ったミクロ構造を持つことを明らかにした．また，同様にそれら素子間に任意の位相差を持たせることで様々な振動パターン(多機能性)を生成できることも明らかにした．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度は，高機能性と多機能性を持った振動子ネットワーク構造の探求を行い，高い周波数分解能を有するネットワークはマクロな集団ではなく，振動子自身が多くの素子を持ったミクロ構造を持つことを明らかにした．また，同様にそれら素子間に任意の位相差を持たせることで様々な振動パターンを生成できることも明らかにした．これにより，本研究において，ネットワークの最小単位である振動子の構造が定まり，次年度予定している高機能性と多機能性を併せ持つ振動子ネットワークのデザインにつなげることができる．

Strategy for Future Research Activity

初年度において，高機能性と多機能性を持ったネットワーク構造を明らかにした．次年度は，これら二つの特性を組み合わせることで，様々な周期外乱に対応して特定の振動パターンを生成できるネットワーク構造を探求していく．ここでは，小型動吸振器を作成し，設計したネットワーク構造によって振動制御が可能であることを実証することを予定している．さらに，次々年度は，ネットワークの欠損やバックアップ機能について考察することを予定している．

Causes of Carryover

新型コロナウイルスの蔓延により，学会がオンライン開催となり旅費が発生しなかったため，次年度への繰り越しが生じた．繰り越した予算は次年度予算と合わせて実験装置の製作のために使用する予定である．