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構造同定を伴う地震応答の知的制御システムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 04650406
研究種目

一般研究(C)

配分区分補助金
研究分野 土木構造
研究機関鳥取大学

研究代表者

野田 茂  鳥取大学, 工学部, 助教授 (80135532)

研究期間 (年度) 1992 – 1993
研究課題ステータス 完了 (1993年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1993年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1992年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
キーワード構造同定 / 地震応答 / 知的制御システム / システムダイナミクス / ニューラルネットワーク / アクティブコントロール / 確率システム論 / 非線形制御 / ダメージコントロール / 制震 / 地震動モニタリングシステム
研究概要

本研究の主な成果は次のようにまとめられる。
1.拡張カルマンフィルター(EK-WGI法)を用いて、多自由度構造物の劣化履歴復元力特性を同定するためにアルゴリズムを開発した。数値計算の結果、本方法を用いれば、非線形性が強いときでも、線形および非線形挙動を予測することができ、同定精度も高いことがわかった。ただし、劣化特性を表すパラメーターは、構造応答に及ぼす影響が大きくないため、真値よりもずれた解に収束した。
2.振動系をシステムダイナミクス(SD)でモデル化した上で,自己学習による更新過程を実施する方法を開発した。SDモデルの骨格構造が正確にわかっている場合には安定かつ高精度な同定結果を得ることができた。しかし、より複雑なSDモデルになると、レベル変数は的確に同定されるけれども、各リンクの重みは真値とは異なる値に収束し、時には発散することもあった。
3.ニューラルネットワークによる自己組識化の概念を用いて、システム同定を図る技法を考案した。ここでは、グローバルかつローカルな繰り返しを反復的に実施することにより、時間依存型のネットワークの学習を行い、安定かつ高速にシステム同定を行うアルゴリズムを提案した。この方法を用いれば、構造化学習を行うことにより、振動系を規定するパラメーターのみならず、履歴復元力特性を表す数理式(構成方程式)を得ることができる。
4.パラメーター同定を行いながら、振動応答をアクティブに抑える適応震動制御のアルゴリズムを開発した、コントローラーは遂次型最適制御理論により誘導した。構造パラメーターは、WILFS(重み付きローカルな繰り返しを伴う反復的線形フィルター・スムーザー)法によって、推定した。数値実験を実施したところ、構造同定を伴う震動系の知的制御システムの有効性が明らかになった。

報告書

(3件)
  • 1993 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (27件)

  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Optimum post-earthquake restoration of a telephone system using neural networks" Journal of Natural Disaster Science. 15(印刷中). (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Hypocenter estimation system for earthquake countermeasures" Journal of Natural Disaster Science. 15(印刷中). (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山口宏樹: "構造物アクティブ制御入門-LQ最適制御からSH^∞最適制御へ-" 第2回振動制御コロキウムPartA構造物の振動制御(2). 235-273 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野田茂: "非線形履歴劣化多自由度系の震動特性の同定" 第3回システム最適化に関するシンポジウム講演論文集. 195-209 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野田茂: "WILFS法による構造物の適応震動制御" 第3回システム最適化に関するシンポジウム講演論文集. 265-278 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 野田茂: "構造化学習による非線形履歴振動系の同定" 構造工学論文集. 40A(印刷中). (1994)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] (社)日本建築学会(分担執筆): "Earthquake Motion and Ground Conditions" 丸善, 596 (1993)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Optimum pst-earthquake restoration of a telephone system using neural networks" Jounal of Natural Disaster Science. 15, (in press). (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Hypocenter estimation system for earthquake countermeasures" Journal of Natural Disaster Science. 15, (in press). (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamaguch Hiroki: "ABC of active vibration control of structures -- From LQ's optimum cntrol to* optimum control --" 2nd Colloquim on Vibration Control of Structures. 235-273 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Identification of a hysteretic and degrading multistory structure by EK-WGI precedure" Proc.of the Symposium on System Optimization. 195-209 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Abaptive control of seismic response of structures by WILFS method" Proc. of the Symposium on System Optimiation. 265-278 (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Identification of hysteretic vibration systems by structura learning" Proc.of Structural Engineering. 40A, (in press). (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] The Architectural Earthquake Motion and Ground Conditions Instiute of Japan: aruzen, 96 : (1993)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1993 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Optimum post-earthquake restoration of a telephone system using neural networks" Journal of Natural Disaster Science. 15 (印刷中). (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Hypocenter estimation system for earthquake countermeasures." Journal of Natural Disaster Science. 15 (印刷中). (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 山口宏樹: "構造物のアクティブ振動制御入門-LQ最適制御からH^∞最適制御へ-" 第2回振動制御コロキウムPartA構造物の振動制御(2). 235-273 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 野田茂: "非線形履歴劣化多自由度系の震動特性の同定" 第3回システム最適化に関するシンポジウム講演論文集. 195-209 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 野田茂: "WILFS法による構造物の適応震動制御" 第3回システム最適化に関するシンポジウム講演論文集. 265-278 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 野田茂: "構造化学習による非線形履歴振動系の同定" 構造工学論文集. 40A (印刷中). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] (社)日本建築学会(分担執筆): "Earthquake Motion and Ground Conditions" 丸善, 596 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 野田 茂: "地震危険度解析のための不整形地盤での増幅率について" 鳥取大学工学部研究報告. 23. 199-213 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 野田 茂: "1991年の都市災害の特質とそのダイナミックス" 鳥取大学工学部研究報告. 23. 215-224 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Noda Shigeru: "Optimun restoration process of a hierachically separated city gas system during a post-earthquake period" Iournal of Natural Disaster Science. 11. (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 野田 茂: "強震観測データからのオンライン自動震源推定システムの開発" 構造工学論文集. 39A. 629-642 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 野田 茂: "電話網の最適震後復旧予測のためのニューラルネットワーク" 構造工学論文集. 39A. 643-656 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 野田 茂: "災害時における通話機能の感度分析" 構造工学論文集. 39A. 657-670 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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