柔軟構造物に対する単純適応制御系構成

• 研究課題/領域番号: 07750270
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 日野 満司 熊本大学, 工学部, 講師 (10189798)
• 研究期間 (年度): 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 1995年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: 柔軟構造物 / 多自由度構造物 / 振動 / 能動制振 / 適応制御 / モード解析

研究概要

宇宙構造物等の柔軟構造物に対する制御に際して、極端に柔軟でない構造物の場合は、それを低次元化モデルで表現した多自由度構造物として取り扱った方が同定も容易で、かつ、かなり良好な近似が可能である場合が多い。本研究では、一般的な柔軟構造物に対する制御系構成への第1段階として、柔軟構造物を多自由度構造物として定式化することと、それに基づき制御系を構成することについて検討を行った。具体的には以下の通りである。
1.柔軟構造物の理論的解析
柔軟構造物に対する運動方程式を多自由度構造物としてモデル化し、ワークステーション(本年度科研費による)を駆使することで、モード解析手法に基づく周波数領域での効率の良い同定システムをハードウェアおよびソフトウェアの両面に関して構築した。さらに、試作した柔軟構造物実験装置(本年度科研費による)に対して同定を行い、その解析結果に基づく単純適応制御系の適用可能条件に付いて詳細に検討した。
2.単純適応制御系の構成
1.で得られた知見に基づき、多自由度構造物で近似モデル化された柔軟構造物の効率の良い制御手法として、単純適応制御手法をモード座標系に対して適用する方法を考案した。その結果、柔軟構造物のモードにおける共振現象、非線形性、遅延時間等に対処できるようなロバストな制御系構成法が確立できた。
3.制御性能の確認(シミュレーションおよび実験)
2.で構成した制御系の有効性を検証するシミュレータをワークステーション(本年度科研費による)上で開発し、制御性能をシミュレーションにより確認した。さらに実験を行うことで制御性能を検証し、シミュレーションとほぼ同様の制御性能が発揮できることを確認した。