| 研究課題/領域番号 |
21H01275
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 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 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
原 進 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (40329850)
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| 研究分担者 |
宮田 喜久子 名城大学, 理工学部, 准教授 (00733156)
大槻 真嗣 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 准教授 (50348827)
山田 啓介 関西大学, システム理工学部, 教授 (80456798)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2021年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | 衝撃 / アクチュエータ / 天体探査 / 運動量交換 / 力学的エネルギー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では衝撃を受ける機械構造物の応答制御問題を扱う．本問題では従来の衝撃緩和法に代表されるような加速度低減のみならず，転倒を防ぐためのリバウンド防止や姿勢維持など，少なくとも数種類の仕様を同時に満たすことが重要である．本研究では個々の対象と問題に応じて合理的な制御系設計ができるように，旧来の衝撃緩和法から最新の衝撃応答制御法までを，一つのモデルとシンプルな機構として扱える衝撃応答制御機構論の確立を目指す．本論の整備により対象ごとに経験に頼った制御を行うことなく，最適な制御系を効率的に提供可能とする．最も困難な問題例として微小重力の小惑星むけのロバストな着陸機構への応用について検討する．
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| 研究実績の概要 |
本研究では衝撃を受ける機械構造物の応答制御問題を扱う．本問題では従来の衝撃緩和法に代表されるような加速度低減のみが注目されることが多かった．一方，空中から降下する飛翔体の着陸問題などを考えると，加速度低減のみならず，対象の転倒を防ぐためのリバウンド防止や姿勢維持など，少なくとも数種類の仕様を同時に満たすことが重要である．これまでさまざまな衝撃応答制御法が提案されてきたが，本研究では個々の対象と問題に応じて合理的な制御系設計ができるように，旧来の衝撃緩和法から最新の衝撃応答制御法までを，新たな一つのモデルとシンプルな機構として扱える衝撃応答制御機構論の確立を目指している．本論の整備により対象ごとに経験に頼った制御を行うことなく，最適な制御系を効率的に提供可能とする．将来的には我が国の次世代天体着陸探査に資するような応用を目指している．
2021年度（2022年度まで繰り越し）は，研究代表者と研究分担者（大槻）が中心となり，さらに本科研費で専任の研究員も雇用すろことにより，実験システムの構築に長い時間がかかったものの，パッシブ制御の範囲に絞って，塑性変形方式と非塑性変形方式を一つのモデルにまとめて，衝撃入力条件により両方式を適切に選択できる機構が完成した．そして，数値シミュレーションのみならず実験的にも新機構の有効性を確認できた．今後はアクティブ制御法も含めた複数制御法の組み合わせにより個々の問題に最適化可能な衝撃応答制御機構論の提示を目指す．また，研究分担者（宮田）により衝撃応答制御機構に適した新しいアクチュエータとその制御法の開発が，研究分担者（山田）により床衝撃音制御への応用について，それぞれ取り組まれた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究で提案する新機構とその実験装置の準備が容易ではなく大変時間をかけてしまった．本科研費により専任の研究員を雇用し，遅れの克服を目指している．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後はアクティブ制御法も含めた複数制御法の組み合わせにより個々の問題に最適化可能な衝撃応答制御機構論の提示を目指すとともに，我が国の次世代天体着陸探査に資するような応用についても検討して行きたい．
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