ひずみ記憶型センサーを用いた構造物自動損傷度検出システムの開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12555135
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 佐藤 忠信 京都大学, 防災研究所, 教授 (00027294)
• 研究分担者: 本田 利器 京都大学, 防災研究所, 助手 (60301248) ; 三田 彰 慶応義塾, 大学院・理工学研究科, 助教授 (60327674) ; 鈴木 祥之 京都大学, 防災研究所, 教授 (50027281)
• キーワード: センサー / 光ファイバー / 最大値記憶センサー / 構造損傷同定 / モンテカルロフィルター / 遺伝的アルゴリズム / ヘルスモニタリング

研究概要

非線型構造同定アルゴリズムとそれを内蔵した構造物の自動損傷検出システムを開発するのが本研究の目的である。このため、研究分担者が独自に開発している適応型カルマンフィルター、忘却機能を有するニュロカルマンネットワーク、H無限大フイルターなどの最新のシステム同定アルゴリズムを高速演賛処理装置上で実行できるシステムを開発する。また、自己学習機能を有するシステム同定アルゴリズムを用いることにより、構造系が損傷を受けたときにそれを自動的に検知するためのアルゴリズムを構築する。本年度に得られた成果をまとめると以下のようである。
(1)開発された同定アルゴリズムの全てを高速信号処理装置(DSP : Digital Signal Processor)で実行できるようなシステムを開発した。
(2)土木・建築構造系の動的な応答の計測もDSPを利用することにより高速処理可能なシステムとし、上記で開発した同定システムと結合することにより、可搬型の一体システムを開発した。
(3)上記のシステムは常時微動を用いて構造物の経年的な劣化を計測できるシステムとして使用可能なものとした。
(4)開発されたシステムは、強震時に構造物の受ける損傷の位置と度合いを実時間で推定可能なシステムとして使用可能なハード特性を有するものとした。
(5)開発した計測システムと解析システムを用いて、常時微動や起振器などに対する地盤-構造系の動的応答を計測することにより、開発したシステムの有効性を検証した。

研究成果

• [文献書誌] T.Sato, T.Sakanoue, I.Yoshida: "Development of the Algorithm to Identify Structural System Using Statistical Filter Theories"Proceedings of KAIST-Kyoto Univ. Joint Seminar on Earthquake Engineering. 141-149 (2002)
• [文献書誌] Ikumasa Yoshida, Tadanobu Sato: "Identification of Damping Ratio Using Monte Carlo Filter Based on Exclusive Non-Gaussian Process Noise"15th ASCE Engineering Mechanics Conference (CD-ROM) 387.pdf. (2002)
• [文献書誌] Tadanobu Sato, Satoshi Ichida: "Simultaneous Identification of System Parameters and Time History of External Force"Proceedings of 15th KKCNN 2002 Symposium on Civil Engineering. 226-231 (2002)
• [文献書誌] Tadanobu Sato, Kazuki Ogiyama: "A Linear Algorithm to Identify Structural Systems Using the Concept of Adjusting Equivalent External Force"Proceedings of 15th KKCNN 2002 Symposium on Civil Engineering. 220-225 (2002)
• [文献書誌] Tadanobu Sato, Ikumasa Yoshida: "Exclusive non-Gausian Process Noise for Damage Detection Using Monte Carlo Filter"Proceeding of the Third World Conference on Structural Control. Vol.2. 1-6 (2003)
• [文献書誌] Tadanobu Sato, Youhei Tanaka: "Efficient System Identification Algorithm Applicable to Large Scale Systems"Proceedings of NTU/NCREE-KU Joint Seminar on Civil Engineering Research February 27, 2003. 82-90 (2003)