| 研究課題/領域番号 |
14550216
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械力学・制御
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
水谷 一樹 三重大学, 工学部, 教授 (30023237)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2004年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2003年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2002年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | オーバーハング回転軸系 / 振動制御 / ジャイロ効果 / 不釣合い振動 / ロバスト制御 / カルマンフィルタ |
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| 研究概要 |
高速オーバーハング回転体は非常に強いジャイロ効果を有するので、ジャイロ作用の影響で振動のx、y成分は互いに連成し、振動を制御するための制御ゲインは回転速度に依存する。実際のオーバーハング回転機械ではその機構からオーバーハング部を直接制御できないことが多い。本研究では、軸受部に制御用のセンサとアクチュエータを取り付けた能動弾性軸受により間接的にオーバーハング回転体を制振する場合について、ロバスト制御則を適用するための手法を提案し、考察してきた。
オーバーハング回転軸系のロバスト振動制御系の設計を簡単化して計算時間を短縮化するために、ジャイロ効果を省略したオーバーハング回転軸系モデルにH_∞制御則を適用した。このままではジャイロ効果の影響が含まれないので、ジャイロ項を含んだオーバーハング回転体の状態量を回転速度をパラメータとしたカルマンフィルタで推定して制御系に組み入れることにより、ジャイロ効果の影響をロバスト制御則の制御ゲインの導出に反映した。このようにして構築した制御則をオーバーハング回転軸系モデルに適用して理論解析とシミュレーションを行い、最適レギュレータを制御則とした場合のシミュレーション結果と比較した。その結果、制振効果はどちらの場合もほぼ同等だが、ロバスト性は最適レギュレータの場合よりも高くなることが分かった。
提案した手法を実機に適用するときの問題点を調べるために、解析モデルに対応する装置を用いて実験を行った。その結果、回転速度が比較的低い一次危険速度付近ではシミュレーション結果と同様の制振効果の得られることが確かめられたが、回転速度が高くなる二次危険速度付近ではセンサのノイズの影響で理論通りの制御を行うことができず、制振効果はシミュレーション結果に較べて多少低くなった。さらに、制御系のロバスト性についても実験的に確認した。
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