研究課題
基盤研究(A)
本研究は、大地震時にも適用し得るアクティブ構造制御システムの理論的開発と模型および実大構造物を用いた振動実験による検証を実施し、制震システムの技術開発を行った。平成8年度は、構造制御理論および制御アルゴリズムに関する基本的な理論開発と実大建物実験による検証を中心に、平成9年度では、建物模型を製作して、振動台による制震実験を加えて研究を進めてきた。1)先ず、制御の対象となる構造物の動力学モデルを構築するために、構造物系モデルに含まれる種々のパラメータの同定法および応答推定法を導いた。2)AMDによる制震システムを検証するために、京都大学防災研究所に既設の5階建鋼構造実大試験架構を用いて地震波加振実験を行った。ここでは、5階および3階に設置された2台の加振装置を用いて、地震応答を発生させるシステムを構築した。3)実大試験架構の屋上階にAMDに設置して、LQ、LQGなどの制御則の他に、極配置法やH^∞制御理論に基づく制御則による実験を行い、制震効果の比較検証するとともに制震システムの性能評価を行った。4)さらに、建物模型試験体を用いて振動台による2方向水平加振実験を実施した。同定結果から構造物モデルを構成し、LQ、LQG、極配置法およびH^∞制御理論などに基づく種々の制御則による制震実験を行い、制震効果の比較検証を行った。特に、地震や構造物系に含まれる不確定要因を考慮すれば、安定でかつロバスト性の高い制御アルゴリズムが適しており、これらの制御アルゴリズムの安定性と制御性能を調べた。5)また、AMDのストロークなどの制約条件を考慮した可変ゲイン制御法を開発するとともに実大構造物および振動台での建物模型を用いて実験的に検証し、大地震における制震システムの可能性を検討した。
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