2012 Fiscal Year Annual Research Report
弾性平板上に生成される純粋進行波を利用した水中推進機構の推力向上と横力低減
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22560219
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
松村 雄一 岐阜大学, 工学部, 教授 (20315922)
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2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 振動制御 / 制御機器 / 生体力学 / バイオ流体力学 / 海洋工学 |
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| Research Abstract |
本年度は，推力向上のためのピッチ角制御の実現，フィードフォワード型制御手法の確立，振動的横力の低減のそれぞれについて，当初計画で予定していた手法を適宜修正したり，必要な技術を追加で導入するなどして，完遂することを目指した。
まず，推力向上に関して，弾性平板の前端部のピッチ角制御による手法を検討した。昨年度の研究で導入した偶力によるモーメント付与機構を用いることで，前端部のピッチ角を制御できる機構を備えた実験機を製作した。また，目標とするピッチ角を実現するための駆動力の計算理論を整備した。当初は並進運動と回転運動の位相差が90°となる駆動を目指したが，アクチュエータへの指令を変更しても，位相差180°程度の状態から変化せず，所望のピッチ角が実現しなかった。原因を調べるため，アクチュエータ内の渦電流の影響や，直動ガイドの摩擦の影響などを考慮したが，年度末の段階では解決策を見い出せていない。
フィードフォワード型制御手法については，昨年度に求めた「近接波が存在する場合でも適用可能な制御力算出法」の実機への適用手法を検討した。昨年度の理論を実機に適用できるように，偶力によるモーメント付与機構を用いて，制御力と制御モーメントを同時に印加する理論を構築した。この手法により，近接波が後端まで届きやすい低周波での駆動においても，純粋進行波を生成することを目指した結果，従来は制御できなかった3Hzの低周波駆動において，定在波比1.6のほぼ純粋な進行波の状態を実現できた。
最後に，横力の低減においては対向型弾性平板方式の効果を確認した。2枚の弾性平板を対向させ，これらを逆位相で駆動することで，横力も逆位相にして相殺させる実験機を製作した。実験の結果，振動的横力による振動変位は，3Hzの同位相駆動に比べて，逆位相駆動では2分の1に軽減されることを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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