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非線形構造物の加速度制御に基づくリアルタイムサブストラクチャ振動台実験法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K13823
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分22020:構造工学および地震工学関連
研究機関東北大学 (2019)
国立研究開発法人防災科学技術研究所 (2018)

研究代表者

榎田 竜太  東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (20788624)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード非線形制御 / 振動台実験 / サブストラクチャ実験 / 油圧アクチュエータ / 免震構造 / 安定性解析 / NSBC / NLSC / DSS / Hybrid simulation / 安定性 / 免震構造物 / 振動台制御 / ナイキストの安定理論 / 無駄時間 / 非線形構造物 / リアルタイムサブストラクチャ実験 / 地盤・構造物の相互作用 / 非線形サブストラクチャ制御 / 加速度制御
研究成果の概要

本研究の一年目には,RTS振動台実験手法の基礎になる,Nonlinear Signal-Based Control (NSBC)を用いた振動台実験手法を確立した.非線形試験体を積載した振動台の実験において,既存の制御手法では,十分な制御精度を実現できなかったが,このNSBCを用いることで,ほぼ100%の制御精度を実現した.二年目には,上記の研究成果に基づいて,NSBCに基づいて開発されたNonlinear Substructuring Control (NLSC)を非線形構造物を積載した振動台実験等に適用し,サブストラクチャ振動実験を成功させた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来の制御手法では,構造物の塑性化が伴うような振動台実験においては,制御性能が不可避に劣化してしまい,所定の振動実験を高精度には実現できなかった.これに対して,本研究では,NSBCを振動台制御に組み込むことで,強非線形現象が伴う振動台実験において生じていた振動台の制御性能の劣化という問題を解決した.さらに,この研究成果に基づいて, NLSCを用いた非線形構造物のサブストラクチャ振動台実験を,世界に先駆けて実施することができた.

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Basic examination of two substructuring schemes for shake table tests2020

    • 著者名/発表者名
      Enokida Ryuta
    • 雑誌名

      Structural Control and Health Monitoring

      巻: 27 号: 4

    • DOI

      10.1002/stc.2497

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear signal‐based control for single‐axis shake tables supporting nonlinear structural systems2019

    • 著者名/発表者名
      Enokida Ryuta、Kajiwara Koichi
    • 雑誌名

      Structural Control and Health Monitoring

      巻: 26 号: 9

    • DOI

      10.1002/stc.2376

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stability of nonlinear signal‐based control for nonlinear structural systems with a pure time delay2019

    • 著者名/発表者名
      Enokida Ryuta
    • 雑誌名

      Structural Control and Health Monitoring

      巻: 26 ページ: e2365-e2365

    • DOI

      10.1002/stc.2365

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A comparative study of hybrid simulation and dynamical substructuring system schemes for shake table tests2019

    • 著者名/発表者名
      Enokida Ryuta
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 1264 号: 1 ページ: 012005-012005

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1264/1/012005

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A comparative study of hybrid simulation and dynamical substructuring system schemes for shake table tests2019

    • 著者名/発表者名
      Enokida Ryuta
    • 学会等名
      International Conference on Recent Advances in Structural Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Numerical studies of nonlinear signal-based control for shaking tables sustaining nonlinear multi-degree-of-freedom systems2018

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Enokida and Koichi Kajiwara
    • 学会等名
      The 14th International Conference on Motion and Vibration Control
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 振動台制御装置及び振動台制御方法2019

    • 発明者名
      榎田竜太,梶原浩一
    • 権利者名
      国立研究開発法人防災科学技術研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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