| 研究概要 |
本年度は,非線形現象の利用方法の基礎的な考察をおこない,振動現象の制御に応用を試みた.まず共振動現象は,理論的にはシステムを支配する振幅方程式によってその発生メカニズムが表現できることに注目し,制御入力による振幅方程式の変形によって共振現象の制御を理論的に試みた.本年度に考案された制御手法は,係数励振を利用したものであり,非対称ばね支持系に生じる係数励振動の安定化と回転ベルトに生じる共振現象の安定化に関して理論的な考察を行い,模型実験によって提案した制御手法の妥当性を確認した.以下具体的に2つの共振現象の特徴とその安定化について具体的に示す.
1.対称ばね支持系に生じる係数励振の安定化について
非対称復元力を受けるシステムはその変位に関する2次の非線形性に起因して,周期的に剛性が変化する系と等価になる.したがって固有振動数の2倍近傍で加振入力が入る場合,係数励振が生じる.このような共振現象に対して,振り子状の動吸振器を主系に接続しその慣性力の効果を利用して制御を行った.振り子を主系の固有振動数と等しくすると,慣性力はその2倍の振動数で主系に影響を与える.この効果がもともとの係数励振の効果を相殺するように制御入力の位相を設定することにより,主系に生じる係数励振を安定化する方法を理論的に提案した.また,模型実験によりその有効性を確認した.
2.回転ベルト系に生じる共振現象の安定化について
ベルトの溶接跡によって回転ベルトは周期的なインパルス入力を受ける.この周期がベルトの固有周期の整数倍のとき共振が生じることを模型実験により指摘した.またそのメカニズムを平均化法を用いて理論的に明らかにした.下部のベルトを横方向にベルトの固有振動数と同じ振動数で励振することにより上部ベルトに固有振動数の2倍で張力変動を生じさせ,その位相の適切な調整による安定化手法を提案した.また模型実験によりその有効性を確認した.
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