2023 Fiscal Year Research-status Report

可変型同調回転慣性質量トランスデューサーを用いたリアルタイムハイブリッド実験

Research Project

Project/Area Number	21K14285
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	浅井健彦筑波大学, システム情報系, 准教授 (90775793)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Keywords	同調回転慣性質量トランスデューサー / イナーター / 制振 / 深層強化学習
Outline of Annual Research Achievements	研究代表者らが提案している構造物の振動エネルギーを電気エネルギーへと効率的に変換することで振動制御を実現する新たな制振装置である同調回転慣性質量トランスデューサーの地震動を受ける建築構造物における有効性を検証するため、数値解析シミュレーションと実験の両方から研究を行っている。同調回転慣性質量トランスデューサーは回転慣性質量を同調バネによって共振させることで高いエネルギー吸収効率を実現させているため、予め想定した周波数に対しては非常に高い性能を発揮する一方で、想定外の周波数域をもつ外乱に対してはその性能が低下する欠点が指摘されていた。本研究でははこれまでに研究、開発を行ってきた同調回転慣性質量トランスデューサーのさらなる性能の向上を目指した、可変型同調回転慣性質量トランスデューサーの開発とその制御アルゴリズムの開発に取り組んでいる。可変型同調回転慣性質量機構を実現するために、回転半径を可変に出来る装置を試作し、実験によりその有効性を実証した。また、従来の制御理論を用いた制御だけでなく、深層強化学習による制御にも取り組んだ。当該年度は、提案機構のさらなる性能の向上を目指し、新たにmechanical motion rectifierと呼ばれる装置を組み合わせた装置の有効性を検証した。この機構は機械的にモーターの回転方向を一方向に拘束することが出来、より回転慣性質量の運動エネルギーが構造物へと逆流することを防ぎ、より効率的に振動エネルギーを吸収することが可能となる機構である。研究代表者らは数値解析シミュレーションによりこの機構の有効性を確認し、現在実験による検証準備を進めている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 新たな試みとして、mechanical motion rectifier呼ばれる機構を組み合わせた装置を提案し、良好な結果を得ている。
Strategy for Future Research Activity	現在、新たな試験体を用いた実験を準備中であり、新しい機構の実験的な検証を実施予定である。
Causes of Carryover	新たな試みとしてmechanical motion rectifierと呼ばれる機構を用いた新たな装置を着想したため、実験の実施予定を送らせたことにより、予算の使用計画に違いが生じた。次年度に実験を実施する予定であるため、試験体の試作費、改良費に充てる。