| 研究課題/領域番号 |
03452139
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御工学
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
長松 昭男 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016640)
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| 研究分担者 |
山口 正勝 東京工業大学, 工学部, 教務職員 (90220277)
梶原 逸朗 東京工業大学, 工学部, 助手 (60224416)
大熊 政明 東京工業大学, 工学部, 助教授 (60160454)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1992
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| 研究課題ステータス |
完了 (1992年度)
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| 配分額 *注記 |
5,000千円 (直接経費: 5,000千円)
1992年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1991年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
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| キーワード | 振動 / 制御 / 最適設計 / 光サーボ / モード解析 / 有限要素法 / 光サ-ボ / モ-ド解析 |
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| 研究概要 |
光サーボ系の高性能化を図るために、構造系と制御系の同時最適化方法の開発を目的として研究を行い、以下の成果を得た。
制御性の考慮した構造系の最適設計法を提案した。ここでは、振動の節により作り出される不可制御性、および不可観測性を積極的に利用することにより、制御性に優れた構造系を設計できることを示し、著者らが提案した共振点消去理論によりこの最適化を実現する方法を示した。そして、新しい一体整形型の光ピックアップを考案し、本手法を用いた構造最適化により、光サーボ系を設計した。すなわち、光サーボ系を構成する上で支障となる光ピックアップ構造の高次の共振現象を共振点消去理論により除去し、制御性に優れた構造系を実現した。そして、実際に光サーボ系を開発し、実験を行った結果、優れたサーボ特性が確認され本手法の有効性が検証された。
次に、制御性能のさらなる高性能化を目指して、構造系と制御系の同時最適設計法を提案した。ここでは、まず有限要素法およびモード解析を用いて、制御系と構造系を同一の形式にモデル化する方法を開発した。そして、感度解析法を用いることにより、時刻歴応答および周波数応答の両面から希望する制振性能を実現するような制御系と構造系の設計変数を同時に最適化する方法を開発した。本手法では、有限要素法およびモード解析法により、制御系設計のための低次元システムを作成し、この低次元化で無視した高次の固有モードの安定性を保障しながら、目的関数を最小にする最適化を行う。本手法の基礎的検討として、連続体である平板で構成される振動制御系の同時最適設計を行い、提案手法の有効性および実用性を明らかにしている。
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