| 研究課題/領域番号 |
19K04276
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
浅見 敏彦 兵庫県立大学, 工学研究科, 特任教授 (70128784)
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| 研究分担者 |
山田 啓介 関西大学, システム理工学部, 准教授 (80456798)
川口 夏樹 兵庫県立大学, 工学研究科, 助教 (90824392)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 電気・機械複合式動吸振器 / 機械式二重動吸振器 / H∞最適化規範 / H2最適化規範 / 安定度最大化規範 / 動吸振器 / 圧電・機械式二重動吸振器 / 最適設計式 / 制振性能 / 二重質量 / 受動制振 / 代数的厳密解 / 電気回路併用 / 最適化 / 電気・電子回路 / 振動抑制 / エネルギー回生 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，研究代表者がライフワークとして取り組んできた動吸振器の最適化研究の直接的な成果として，直列型の二重動吸振器を用いた新規な制振装置の開発研究である。それに加えて，最近，電気回路で動吸振器系を製作し，エネルギー回生に精力的に取り組んでおられる関西大学の山田准教授に全面的に協力して頂き，電気回路を併用した直列型二重動吸振器を完成させるという計画を立てている。その先には，山田准教授の追求しているエネルギー回生型動吸振器があり，最終的にはそこまで研究を進めたいと考えている。
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| 研究成果の概要 |
動吸振器を二重化すると制振性能は向上するが，構造が複雑になって実用性に問題が生じる。そこで，二段目の動吸振器を電気回路で置き換えた電気・機械複合式二重動吸振器を提案する。この場合，装置の複雑化は回避でき，制振性能も単段のときよりはずっと優れている。ところが，この複合動吸振器の最適化については，まだ信頼に足る設計式が存在していない。本研究代表者は，H∞，H2，および安定度最大化の３種類の規範に基づいてこの動吸振器の最適化を行い，いずれの場合に対しても極めて簡単な形の設計式の導出に成功した。さらに，実験装置も製作し，この動吸振器が機械式の二重動吸振器と遜色のない制振性能を発揮することも検証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究代表者らが提案する電気・機械複合式動吸振器の最適化については多くの研究者によって研究されてきたが，未だに実用性のある設計式は提案されていない。本研究によって，初めて非常にシンプルな形の厳密な設計式を導出することに成功した。今後，世界中でこの方式の動吸振器が製作されていくことになるが，その先駆けとなる研究となるだろう。
共同研究者にはこの方式の動吸振器を製作して頂き，実験も行った。その動吸振器は，理論解析で予測されていた通りの制振性能を発揮しており，我々が導出した設計式の有用性が確認できた。今後，機械式の動吸振器の代わりにこの電気・機械複合式動吸振器の使用がますます増えていくことが期待される。
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