| 研究課題/領域番号 |
17560208
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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, 大学院工学研究科, 教授 (30023237)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| 研究課題ステータス |
完了 (2006年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2005年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
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| キーワード | 振動制御 / ハイブリッド除振システム / 統合化最適設計 / ロバスト制御系設計 / 制御力の最適分配 / 制御力分配手法 |
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| 研究概要 |
本研究では、受動機構と能動機構を併合したハイブリッド制振装置について、機械構造系と制御系の設計を同時に進め、統合的に考えて最適設計することにより、より高い性能を持つ制振システムの構築を目指している。研究対象の三次元ハイブリッド制振装置では4箇所の支持点に取付けられた4個のアクチュエータで重心のバウンス、ロール、ピツチ方向の3自由度の振動を制御する。
ハイブリッド制振装置をモデル化して、H_∞制御則の外乱抑圧問題により制御系を設計することで、伝達関数を所望の特性に整形することができ、高い制振性能を得ることができた。制御器のロバスト性をさらによくするために、混合感度問題を修正した制御器を提案し、低振動数領域での外乱の抑制と高振動数領域での相補感度関数の低減化を同時に試みた。この手法では、制御器の設計時に高振動数での相補感度関数の整形を試行錯誤的に行うことになつたが、共振点での振動を十分抑え、高振動数域の振動も比較的低くすることができる制御器の設計ができた。
本研究対象のようにアクチュエータ数が制御対象自由度に対して冗長な系では、各アクチュエータに対する制御力の分配が問題になる。ハイブリッド制振機構の統合化最適設計の一つの問題として、制御力の分配手法について詳細に検討し、制御力の最適分配則を導出した。
本研究で検討したロバスト制御理論および制御力の最適分配手法を検証するために、モデル実験装置を作成し、実験を行つた。この実験装置の加振用および能動制振用のアクチュエータには本研究で開発したボイスコイルモータを使用した。実験の結果、重心に関する制御力をリアルタイムでアクチュエータ出力に分配することが可能であることは確認できたが、装置の摩擦や加速度センサのノイズなどの影響で、振動制御の実験については十分な実験精度が得られなかった。この点に関しては、装置の再検討を行うとともに、継続的に実験を進めている。
オーバーハング回転軸系の振動制御に本研究対象のハイブリッド制振機構を適用した研究も行っている。さらに、パワーアシスト装置の力制御にも本研究で得られた知見を用いている。
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