準能動制振の完全無電力化

• 研究課題/領域番号: 17656276
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 航空宇宙工学
• 研究機関: 独立行政法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 小野田 淳次郎 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙構造・材料工学研究系, 教授 (20013740)
• 研究分担者: 峯杉 賢治 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙構造・材料工学研究系, 助教授 (90239327) ; 竹内 伸介 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部・宇宙構造・材料工学研究系, 助手 (20353419) ; 槙原 幹十朗 独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究本部宇宙構造・材料工学研究系, 宇宙航空プロジェクト研究員 (60392817)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円); 2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: 制振 / 振動制御 / 無電力 / 圧電素子

研究概要

市販のサイリスタ、PUT、ダイオード、コイル及びコンデンサからなる簡単な電気回路を考案、作成し、これを振動するトラス構造物に取り付けた圧電トランスデューサに接続することにより、近似的にエネルギ回生型準能動制御を実現出来ることを実験にて実証した。これにより、計測系はもとよりロジック駆動の電力をも含めて外部からの電力供給を全く必要とせず、機械的振動エネルギから変換した電気エネルギのみによりロジック駆動と圧電トランスデューサ駆動を行うことにより、機械的振動を効率的に減衰させる事が出来ること、すなわち、エネルギ回生型準能動制振の完全無電力化が可能であることを示すことができた。この完全無電力制振の性能は、センサとプロセッサを用いた準能動的制振に比べればやや劣る。実験結果の詳細な分析などから、その主たる原因は、ダイオードのフォーワード電圧などの半導体素子の不可避的特性や、ノイズに対する耐性付与のための工夫の副作用などであることが判明しており、作動電圧の最適化にむけた圧電トランスデューサの積層数の最適化、半導体素子の選択等により完全無電力制振の性能は更に改善できるとの見通しも得た。また、完全無電力であること、即ち完全なメンテナンスフリーに出来ることのメリットは、この性能の若干の低下欠点を補って余りあると考えている。現在論文投稿に向けて成果を取りまとめ中である。また、今後、本手法の実際の衛星構造への適用を目指す予定である。