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2016 年度 実施状況報告書

大域的な繰り返し構造に着目したマス・ばね・ダンパ系の波動解析・波動制御

研究課題

研究課題/領域番号 16K06158
研究機関和歌山大学

研究代表者

長瀬 賢二  和歌山大学, システム工学部, 教授 (70303667)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2021-03-31
キーワード振動制御 / 波動制御 / マス・ばね・ダンパ系
研究実績の概要

本研究では,複雑な結合を有するマス・ばね・ダンパ系に対する波動解析・波動制御法の確立を目指し,システムの大域的な繰り返し構造(ラプラス変換上での1階の漸化式表現)に着目した波動解析・設計法について考える.特に,従来結果の自然な拡張として,質点が,ばね・ダンパで,多段や多方向に結合されたシステム,および,システム特性が周期的に変化するシステムに対し,上記漸化式表現に基づく解析・設計法を検討する.
本年度,システム結合の大域的な繰り返し構造に着目した波動解析・波動制御に関しては,特に,隣り合う層とその隣の層への結合に加え,さらにその隣の層への結合を有する,三段結合系を考えた.はじめに,上記三段結合系の漸化式表現を導き,その漸化式表現が6入力6出力系となることを明らかにした.つぎに,伝搬定数の解析関数としての性質を調べ,それらが従来の二段結合系の場合と同様の性質を持つことが分かった.なお,本解析を進める中で,多段系の特性インピーダンスの正実性は,特性多項式の根そのものではなく,その根を構成要素とする多入出力系(行列)として調べる必要があることが分かり,引き続きその解析を進めることとした.
システム特性の大域的な返し構造に着目した波動解析・波動制御に関しては,従来の一方向に連鎖した一様なマス・ばね・ダンパ系の自然な拡張として,最も単純な, 二層ごとに同じパラメータが繰り返されるマス・ばね・ダンパ系を考え,その波動解析・波動制御について考えた.システムの漸化式表現を導くとともに,その伝搬定数,特性インピーダンスの性質を詳細に調べ,それらが従来の一様系と同様の性質を有することが分かった.また,コントローラが中間層に含まれる周期系についても併せて検討を行った.また,提案手法の異分野への展開を目指し,テンセグリティ構造体やマルチエージェントシステムなどへの適用の可能性についても検討を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本研究では,複雑な結合を有するマス・ばね・ダンパ系に対する波動解析・波動制御法の確立を目指し,システムの大域的な繰り返し構造(ラプラス変換上での1階の漸化式表現)に着目した波動解析・設計法について考え,特に,従来結果の自然な拡張として,質点が,ばね・ダンパで,多段や多方向に結合されたシステム,および,システム特性が周期的に変化するシステムに対し,上記漸化式表現に基づく波動解析・設計法について検討している.本年度は,主に,多段系については,三段結合を有するマス・ばね・ダンパ系について,また,周期システムについては,二層ごとに同じパラメータが繰り返されるマス・ばね・ダンパ系について,その漸化式表現を導くとともに,伝搬定数,特性インピーダンスなどの二次定数の性質を明らかにすることが出来た.

今後の研究の推進方策

今後の研究の展開として,システム結合の大域的な繰り返し構造に着目した波動解析・波動制御に関しては,本年度検討を行った三段結合系に対し,特に,特性インピーダンスの正実性について検討を行う.多段系の特性インピーダンスに関しては,従来の二段結合系においてもその正実性は明らかにされていないため,次年度は,まず,二段結合系に対する特性インピーダンスを考え,その正実性について検討する.また,システム特性の大域的な返し構造に着目した波動解析・波動制御に関しては,本年度検討を行った二層ごとに同じパラメータが繰り返されるシステムのさらなる一般化として,三層ごとに同じパラメータが繰り返されるシステムを考え,その波動解析・波動制御について検討する.また,上記から得られる知見を基に,より一般の周期構造を有するシステムに対する波動解析・波動制御の可能性についても検討する.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 非境界層におけるマス・バネ・ダンパ系の波動制御2016

    • 著者名/発表者名
      井上一輝、長瀬賢二
    • 雑誌名

      2016年度日本機械学会年次大会講演論文集

      巻: - ページ: G1000604

  • [雑誌論文] On a Connectivity Matrix Formula for Tensegrity Prism Plates2016

    • 著者名/発表者名
      K. Nagase、T. Yamashita、N. Kawabata
    • 雑誌名

      Mechanics Research Communications

      巻: 70 ページ: 29-43

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptive Formation Control with Self-Equilibrium Forces2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Masuda、K. Nagase
    • 雑誌名

      Proceedings of 2016 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics

      巻: - ページ: 1091-1096

    • 査読あり
  • [学会発表] 非境界層におけるマス・バネ・ダンパ系の波動制御2016

    • 著者名/発表者名
      井上一輝、長瀬賢二
    • 学会等名
      2016年度日本機械学会年次大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-09-12 – 2016-09-14
  • [学会発表] Adaptive Formation Control with Self-Equilibrium Forces2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Masuda、K. Nagase
    • 学会等名
      2016 IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics
    • 発表場所
      Banff Centre (Canada)
    • 年月日
      2016-07-12 – 2016-07-15
    • 国際学会

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公開日: 2018-01-16  

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