2014 Fiscal Year Annual Research Report
生命が持つリズミカルな現象を構造物の振動制御に生かす
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24560260
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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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)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 振動制御 / 動吸振器 / 神経振動子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では,歩行運動に密接に関連した神経振動子をアクティブ動吸振器の制御方法に取り入れることで,動吸振器の可動範囲を考慮でき,かつ,構造物のパラメータ変化に対してロバストな新しいアクティブ振動制御法を提案しており，これまでの研究で次の成果を得た.
これまでに神経振動子を利用して振動制御システムを提案してきたが，制御対象となる構造物と制御系が適切に同期しているか否かの評価は行っていなかった.そこで,地盤から正弦波入力を受ける構造物と神経振動子間に発生する強制引き込みについて詳しく調べた.蔵本らによって提案された位相縮約理論を利用して神経振動子に対して位相を導入し,その位相にインパルス刺激を与えてその過渡的な応答特性から位相感受関数を導出した.それによって振動子の同期可能な振動数領域を明らかにした.また,実際に同期が起こっている際に,入力と振動子の出力がどのような位相差を有するかについて数値計算により明らかとした.
さらに構造物に付加質量を搭載し，神経振動子の出力を参考にPD制御器を利用して位置制御するシステムにおいて，地盤入力に対する構造物の応答振幅に合わせて付加質量の移動量を決定する必要があるため，振動子の出力から構造物の応答振幅を推定するための振幅位相マップを提案した．そして，神経振動子，位相振幅マップ，位置制御器から構成されるアクティブ動吸振器制御システム全体の提案を行い，計算機上での数値計算と，DCモータや加速度センサによって構成された実験装置を利用したインパルス応答実験によってその動作を確認した．
そして提案した振幅位相マップで利用する大きなメモリ領域を削減するため，振動子のエネルギ状態から直接，付加質量の移動量を決定する手法を提案し，より簡単な制御システムを構成した．さらにこのシステムの位置制御器のゲイン設計法を確立し，数値計算によってその有効性を確認した．
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