| 研究概要 |
本研究課題において、以下の研究成果が得られた。
コンプライアント機構の構造トポロジーと制御器の同時最適設計問題の制御方法,目的関数,設計パラメータ,拘束条件を選定し,定式化を行った.
同時最適化問題を解くために,既存の構造解析アルゴリズムと制御設計法を用いて,構造設計を主ループ,制御設計を従属ループとした繰り返し計算アルゴリズムを確立した.確立した同時最適設計法を自動車ハンドルの振動の抑制のための構造設計とコントローラの設計に応用し,良い制御効果が得られた.
また,閉じられた空間の内に構造振動により発生する騒音を抑制するために,確立した同時最適設計法を制御コントローラの設計と構造物の厚さを設計し,騒音を有効に抑制した.アクチュエータとして利用される壁の周波数応答から,同時最適設計によって,アクチュエータの振動数特性を騒音源となる構造の周波数特性に合わせることで,制御の効率が向上されていることが分かった.
トポロジー設計でよく起きるチェックボードという特殊な形状を消すためのアルゴリズムを確立し,設計ソフトウェアを改良した.確立した同時最適法をハードディスクヘッドアームとして使用できる片持板のコンプライアント機構の設計へ応用し,最適な機構トポロジーと制御コントローラを設計した.同時最適設計することによって,機構の重量が減少したと共に,過渡応答の速度が向上され,振動も抑制された.
更に,動物の骨の適応を模倣した設計法を動的な設計問題へ拡張し,ハードディスクヘッドアームのサスペンションの振動制御のためのトポロジー同時最適設計を行った.シミュレーション結果から,この設計方法を用いることにより合理的な構造トポロジーが得られ、システムの特性が向上されることを明らかにした.
|
