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2011 Fiscal Year Annual Research Report

生物の歩行に学ぶセミアクティブ振動制御

Research Project

Project/Area Number 22760172
Research InstitutionKyoto Institute of Technology

Principal Investigator

射場 大輔  京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (10402984)

Keywords機械力学・制御 / 免震 / 制震 / 制御工学 / 耐震
Research Abstract

本研究では,申請者が提案している「減衰の係数励振を利用した機械・構造物の振動制御方法」をランダムな入力が作用した場合に対応できるように拡張するため,身体のサイクリックな運動である歩行運動に関連しているとされるCentral Pattern Generator (CPG)を減衰係数の励振方法に取り入れることを提案し,それについての基礎的な検証を数値解析と実験を通して行うことを目的としているが,これまでの研究で次の成果を得た.
先行研究では理想的な可変ダンパを設置した構造物を対象に,二つの振動数による励振と減衰係数励振の作用によって応答の振幅低減を行う方法について検討を行い,提案する手法の有効性を確認してきた.しかし,地震入力等を受ける構造物において二つの振動数を有する理想的な正弦波入力を仮定して構成した制御器は利用できない.そこで東京スカイツリーのように主となる二つの構造物間を可変ダンパで連結し,それぞれの固有振動数近傍の振動成分と減衰の係数励振を利用することで見かけ上の減衰力を増加させる制御法の提案を行い,数値計算によってその有効性を検証した.
また,CPGの導入をアクティブ・セミアクティブの制振装置に応用した例は申請者の知る限りでは報告されていないため,基礎的なCPGの適用方法及びその効果について把握することから始める必要があった.そこで,先行研究ではCPGの有する基本特性を把握するため,1自由度構造物に設置したアクティブ動吸振器を対象に,CPGとPD制御を組み合わせた制御器を導出し,数値計算によってその有効性を検証し,一定の制振効果が得られることが分かっていた.しかし,通常の線形制御理論によって構成したシステムとは異なり,制御系の安定性等の評価手法がないため,提案した手法の同期特性や制振特性の評価ができていなかった.そこで非線形振動子の同期を評価する位相縮約法を利用して振動子の位相特性を評価することでシステム全体の評価を行う基礎的な手法を提案した.

  • Research Products

    (8 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Evaluation of Semi-active Control using Harmonically Varying Damping by Real-time Hybrid Simulation2012

    • Author(s)
      Iba, B. M. Phillips, B. F. Spencer Jr.
    • Journal Title

      Journal of System Design and Dynamics

      Volume: Vol.6, No.1 Pages: 1-11

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Vibration Control using Harmonically-varying Damping2011

    • Author(s)
      Daisuke Iba, Billie.F.Spencer Jr
    • Journal Title

      Journal of System Design and Dynamics

      Volume: Vol.5, No.5 Pages: 727-736

    • DOI

      doi:10.1299/jsdd.5.727

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Frequency response analysis of multi-degree-of-freedom system with harmonically varying damping2012

    • Author(s)
      Satoshi Hirohata, Daisuke Iba
    • Organizer
      SPIE Smart Structure and NDE
    • Place of Presentation
      Town & Country Resort and Convention Center, San Diego, USA
    • Year and Date
      2012-03-13
  • [Presentation] Mutual synchronization between structure and central pattern generator2012

    • Author(s)
      Junichi Hongu, Daisuke Iba
    • Organizer
      SPIE Smart Structure and NDE
    • Place of Presentation
      Town & Country Resort and Convention Center, San Diego, USA
    • Year and Date
      2012-03-13
  • [Presentation] Semi-Active Base Isolation with Harmonically Varying Damping (Performance Improvement and Application to MR Damper)2011

    • Author(s)
      Satoshi Hirohata, Daisuke Iba, Morimasa Nakamura, Ichiro Moriwaki
    • Organizer
      Asia Pacific Vibration Conference
    • Place of Presentation
      香港理工大学, 香港,中国
    • Year and Date
      2011-12-08
  • [Presentation] Control Method of Active Mass Damper using Neural Oscillator2011

    • Author(s)
      Junichi Hongu, Daisuke Iba, Morimasa Nakamura, Ichiro Moriwaki
    • Organizer
      Asia Pacific Vibration Conference
    • Place of Presentation
      香港理工大学,香港,中国
    • Year and Date
      2011-12-05
  • [Presentation] 神経振動子を用いたアクティブ動吸振器の地震入力に対する応答解析2011

    • Author(s)
      本宮潤一, 射場大輔, 中村守正, 森脇一郎
    • Organizer
      日本機械学会Dynamics & Design Conference
    • Place of Presentation
      高知工科大学
    • Year and Date
      2011-09-08
  • [Presentation] 調和的な可変減衰器を用いたセミアクティブ免震(性能改善とMRダンパーへの適用)2011

    • Author(s)
      廣畑賢, 射場大輔, 中村守正, 森脇一郎
    • Organizer
      日本機械学会Dynamics & Design Conference
    • Place of Presentation
      高知工科大学
    • Year and Date
      2011-09-06

URL: 

Published: 2013-06-26  

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