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超高速編成車両の動揺解析と振動低減化の研究 -ロバスト制御ダンパの適用-

研究課題

研究課題/領域番号 09450099
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関東京農工大学

研究代表者

永井 正夫  東京農工大学, 工学部, 教授 (10111634)

研究分担者 宮本 昌幸  明星大学, 工学部, 教授 (60298057)
鎌田 崇義  東京農工大学, 工学部, 助教授 (60262119)
田川 泰敬  東京農工大学, 大学院・生物システム応用科学研究科, 助教授 (20216807)
川眞田 智  (株)ブリヂストン, 研究開発本部, 研究職
ビッケル ロバート  東京農工大学, 工学部, 講師 (50282801)
川真田 智  (株)ブリヂストン, 研究開発本部, 研究職
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
13,400千円 (直接経費: 13,400千円)
1999年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1998年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
1997年度: 8,200千円 (直接経費: 8,200千円)
キーワードER形ダンパ / 連続可変形ダンパ / スカイフック特性 / 振動制御 / 輪重変動 / 超過遠心加速度 / 車体傾斜制御 / プランジャ式車体傾斜方法 / 連続可変形 ダンパ / プランジャ式車体傾斜方式 / 横圧低減
研究概要

本研究は、高速走行にともなって増大する鉄道車両の振動とくに横振動を如何に低減化するかについての3年間にわたる研究である。基本的にはまず計算機シミュレーションにより、アクティブサスペンションおよびセミアクティブサスペンションによって振動制御することにより,車体の振動低減に効果があるかどうか、また台車・輪軸の変動(車輪レール間に発生する横圧変動)を低減させる効果があるかに関して、定量的に明らかにした.次に、減衰力連続可変ダンパとして有望な,ER形ダンパを試作し,振動制御性能,走行安全性,消費エネルギーについて、アクティプサスペンションと比較検討した.更に,高速での曲線区間走行状態を模擬する実験室規模の試験装置を製作し,車体傾斜制御方法について理論的,実験的に検討した.この装置によって、軌道外乱に対する振動レベルの評価や,超過遠心力に対する車体振動の動特性の評価を行った.同時に計算機シミュレーションにより、実車モデルを用いた解析を行い各種の制御方法について比較検討した。
最終年度である平成11年度は,前年度に引き続き大規模試験装置により,高速走行時の横振動及び超過遠心加速度に対する評価を行った.また前年度までに作成した実規模半車両解析モデルにおいて,曲線区間走行時のアクテイブ傾斜制御系の制御効果を解析するとともに、ER形ダンパを用いたセミアクティブ制御系による制振効果を総合的に検討した結果,車体傾斜制御の重要性が定量的に明らかになった.本研究では、強制傾斜機構のひとつであるプランジャ式車体傾斜方式を提案し,実規模車両の力学モデルを構築し,計算機シミュレーションにより,車両の振動制御高価,輪重変動への低減効果を明らかにしている.
以上を要約すると、本研究により鉄道車両の振動制御系と傾斜制御系の設計に新しい知見を加えることができたと言える.

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Masao Nagai et al.: "Semi-active control of vehicle vibration using an electro-rheological fluid damper"The Second International Conference on ASIA CONTROL(ASCC) PROCEEDINGS. 1 of 3. 641-644 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 永井 正夫 他1名: "ERダンパによる車両支持系のスカイフックモデル追従制御"日本機械学会論文集(C編). 64-625. 3420-3426 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Nagai et al.: "Sky-hook model following control of a semi-active suspension using a continuously modulated damper"Sponsored by society of Automotive Engineers of Japan, Inc., Proceedings of the 4th International Symposium on Advanced Vehicle control(AVEC98). 57-62 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao NAGAI et al.: "Study on Active Vibration control for High speed Railway Using a Full-Vehicle Model"The Third International Conference on Motion and Vibration Control(Movic'98). 3. 851-856 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 永井 正夫 他1名: "鉄道車両の動揺制御と乗り心地・走行安全性への影響に関する研究"日本機械学会論文集(C編). 65-630. 650-657 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao NAGAI et al.: "Study on Vibration and Tilting Control of Railway Vehicles during Curved Sections"ASIA-PACIFIC VIBRATION CONFERENCE '99. 1 of 2. 957-962 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidehisa Yoshida, Robert Bickel, Minoru Onda and Masao Nagai: "Semi-active control of vehicle vibration using an electro-rheological fluid damper"The Second Inernational Conference on ASIA CONTROL (ASCC) PROCEEDINGS, Volume lof3, Seoul 641-644. (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidehisa Yoshida, Masao Nagai: "Sky-hook Model Following Control of Vehicle Suspension Using an Electro-rheological Damper (in Japanese)"JSME paper C. 64-625. 3420-3426 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidehisa Yoshida, Yoshiaki Kuzuu, Robert J. Bickel, and Masao Nagai: "Sky-hook model following control of a semi-active suspension using a continuously modulated damper"Sponsored by society of Automotive Engineers of Japan, Inc., Proceedings of the 4th International Symposium on Advanced Vehicle control (AVEC98), Nagoya, Japan. 57-62 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Nagai and Ryozo SHINANO: "Study on Active Vibration Control for High Speed Railway Using a Full-Vehicle Model"Proceedings of the Third International Conference on Motion and Vibration Control (Movic'98), Vol. 3, 851-856, Zurich, 8. (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao NAGAI, Yasufumi SUZUKI and Ryozo SHINANO: "Study on Vibration Control and Its Effect on Ride Quality and Running Stability of Railway Vehicles (in Japanese)"JSME paper C. 65-630. 650-657 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidehisa YOSHIDA, Yuquing WANG, Takayoshi KAMADA and Masao NAGAI: "Study on Vibration and Tilting Control of Railway Vehicles during Curved Sections"ASIA-PACIFIC VIBRATION CONFERENCE '99, Volume 1 of 2, Singapore. 957-962 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Nagai et al.: "Semi-active control of vibration using an electro-rheological fluid damper"The Second International Conference on ASIA CONTROL(ASCC) PROCEEDINGS. Volume 1of3. 641-644 (1997)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 正夫 他1名: "ERダンパによる車両支持系のスカイフックモデル追従制御"日本機械学会論文集(C編). 64-625. 3420-3426 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Masao Nagai et al.: "Sky-hook model following control of a semi-active suspension using a continuously modulated damper"Sponsored by society of Automotive Engineers of Japan, Inc., Proceedings of the 4th International Symposium on Advanced Vehicle control (AVEC98). 57-62 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Masao NAGAI et al.: "Study on Active Vibration Control for High Speed Railway Using a Full-Vehicle Model"The Third International Conference on Motion and Vibration Control (Movic'98). Vol.3. 851-856 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 正夫 他1名: "鉄道車両の動揺制御と乗り心地・走行安全性への影響に関する研究"日本機械学会論文集(C編). 65-630. 650-657 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Masao NAGAI et al.: "Study on Vibration and Tilting Control of Railway Vehicles during Curved Sections"ASIA-PACIFIC VIBRATION CONFERNCE'99. Vokume 1of2. 957-962 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 正夫 他3名: "H∞制御理論を適用した制御系ダンパによる鉄道車両の振動制御" 第75期通常総会論文集(日本機械学会). No,98-1(IV). 418-419 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 正夫 他2名: "車体傾斜車両のERダンパによる動揺振動制御" 第75期通常総会論文集(日本機械学会). No,98-1(IV). 422-423 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 正夫 他1名: "ERダンパによる車両支持系のスカイフックモデル追従制御" 日本機械学会論文集(C編). 64巻625号. 3420-3426 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 正夫 他1名: "車体傾斜車両の動揺振動制御シミュレーション" 鉄道連合シンポジウム J-RAIL'98(電気学会). 477-480 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 正夫 他3名: "車体傾斜車両の動揺振動制御に関する研究(第1報,超過遠心加速度シミュレータの開発)" 日本機械学会交通物流部門大会(TRANSLOG'98). No,98-37. 357-360 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 永井 正夫 他3名: "車体傾斜車両の動揺振動制御に関する研究(第2報,曲線通過時の傾斜制御方式の検討)" 日本機械学会交通物流部門大会(TRANSLOG'98). No,98-37. 361-364 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nagai et al.: "Semi-active Control of Vehicle Vibration Using an Electro-Rheological Fluid Damper" Proceedings of the 2nd Asian Control Conference. vol 1 of 3. 641-644 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 永井正夫他3名: "乗り心地フィルタを考慮した鉄道車両の周波数成形LQG制御" D&D'97シンポジウム機械力学・計測制御講演会論文集(日本機械学会). NO.97-10(B). 89-92 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 永井正夫他2名: "ERダンパを用いたスカイフック追従制御-第1報,厳密線形化による最適制御とPI制御-" D&D'97シンポジウム機械力学・計測制御講演会論文集(日本機械学会). NO.97-10(B). 95-98 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 永井正夫他2名: "ERダンパを用いたスカイフック追従制御-第2報,厳密線形化による誤差最適制御-" 交通・物流部門大会講演会論文集(日本機械学会). NO.97-12. 43-46 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 永井正夫他2名: "鉄道車両の最適振動制御(アクティブ/セミアクティブ制御の比較)" 交通・物流部門大会講演会論文集(日本機械学会). NO.97-12. 65-68 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 永井正夫他3名: "H∞制御理論を適用した制御形ダンパによる鉄道車両の振動制御" 第75期通常総会講演会論文集(日本機械学会). (予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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