2012 Fiscal Year Annual Research Report
既存リソースのネットワーク化による大震災に備えた高度ハイブリッド試験環境の構築
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24360088
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
田川 泰敬 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (20216807)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
VENTURE Gentiane 東京農工大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (30538278)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 運動制御 / ハイブリッド試験 / 減災 |
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| Research Abstract |
多くの地震専門家が、東北地方太平洋沖地震(2011年3月11日)に匹敵する巨大地震が、"30年以内に60～70%"の確率で東海・東南海沖で発生すると予測しており、減災対策に向けた大規模な地震実験を低コストかつ高効率に、かつ高精度に行える環境の実現が喫緊の課題となっている。平成24年度は、上記を踏まえ以下の研究を実施した。
(1)コントローラ・フュージョン:高精度振動実験の実現
2008年6月の岩手・宮城内陸地震や、同年5月の四川大地震など、その最大発生加速度が兵庫県南部地震(1995年)を、はるかに上回る地震が頻発している。一方、2011年の東日本大震災や、現在予想されている東海・東南海・南海連動型地震では、長時間にわたる大変位を有する長周期地震動が問題となっており、超高層ビルの共振による倒壊の可能性が懸念されている。これらの地震実験のためには、低周波大振幅から高周波高加速度までをカバーできる振動試験装置の開発が重要である。そこで、我々は低周波大振幅を得意とする変位制御系と高周波高加速度を得意とする変位制御系を融合し、低周波大変位から高周波高加速度までを精度よく再現できる制御手法(コントローラ・フュージョン)を提案し、その有効性を小型振動台実験により確認した。
(2)リアルタイム・ハイブリッド試験の高度化
リアルタイム・ハイブリッド試験とは、試験対象全体を一つの装置で試験することが困難な場合、試験対象をいくつかのサブシステムに分割し、複数の試験装置あるいは数値シミュレーションを併用し、リアルタイムに対象全体の挙動を模擬する試験手法である。本年度は、これまでに我々が開発してきた制御手法であるDMMおよびIDCSをハイブリッド試験に適用し、2自由度構造物に対して数値シミュレーションによる有効性を確認した。現在、実験のための準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では、まず実験装置を製作し、その後、数値シミュレーションとの比較などを実施する予定であったが、装置製作前に十分な数値シミュレーションを行い、その結果を実験装置製作に反映させた方が良いと判断し、24年度は当初の予定より若干試験装置の製作が遅れている。その他はほぼ計画通りである。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度に数値シミュレーションで有効性を確認したリアルタイム・ハイブリッド制御の実験を実施するとともに、モジュール化に基づく新たなハイブリッド制御手法を提案し、有効性を実験により検証する。また、試験体の反力を有効利用した振動台制御手法、およびネットワーク化についても研究を進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
次年度は、11.で述べた理由により若干遅れている実験装置(2自由度および多自由度のリアルタイル・ハイブリッド制御のための実験装置、およびモジュール化に基づく新たなハイブリッド制御手法のための実験装置)を、次年度使用額(2,495,963円)および、翌年度請求分の研究費を用いて製作する。また、既存の振動台を反力計測が可能な装置に改造を行う。
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