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2019 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ている.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,もしくは,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・設計法を検討している.
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,これまで,多段結合系,すなわち,一方向に連鎖した質点が,隣り合う層に加えてその隣の層以降の質点にもばね・ダンパを介して結合されている状況を考えてきた.従来,システムのマス,ばね,ダンパはすべての層で等しいとしていたが,本年度は,特に二段結合系において,各パラメータが層ごとに一定比で変化する状況へ議論の拡張を行った.また,多方向に結合されたシステムに対しては,平面内に配置された質点が,上下左右の二方向に結合されたシステムを考えており,第一段階として,上下に並んだ二つの質点が,横方向に連鎖する状況において,漸化式の導出を行った.
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,昨年度より,左右それぞれに一つの接点をもつ一般の受動システムが繰り返し接続されているシステムを考え解析を行っている.従来,一様な状況のみを考えていたが,本年度は,受動システムが適当な構造の縦続結合で構成されていれば,それらが層ごとに一定比で変化可能であることを確認した.また,マス・ばね・ダンパ系に対する波動解析・波動制御法の異分野への展開を目指し,ロボットシステムやテンセグリティ構造体への適用の可能性や,知能材料を用いた制御系実装の可能性についても引き続き検討を行った.

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・波動制御法について考え,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,もしくは,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・波動制御法について検討している.本年度は,主に,多段結合系については,従来の一様な場合の結果を非一様な場合に拡張することを考え,特に二段結合系において,従来の一様な場合の結果が,一定比で変化する状況へ拡張可能であることを明らかにした.また,多方向に結合されたシステムについては,平面上に配置された質点が二方向に結合している状況を想定し,第一段階として,上下に並んだ二つの質点が,横方向に連鎖する状況において,漸化式の導出を行った.また,周期システムについても,昨年度行った一般の受動システムが繰り返し結合される場合の結果を非一様系へ拡張することを考え,システムが適当な構造の縦続結合で構成されていれば,それらが層ごとに一定比で変化可能であることを明らかにすることができた.

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,これまでの多段結合系の結果を,平面内の二方向に結合されたシステムへ展開することを考えている.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,受動システムの結合の仕方を,これまでの左右それぞれに一つの接点をもつ状況から,左右それぞれに二つ以上の接点をもつ状況へ拡張することを考えている.

次年度使用額が生じた理由

研究実績等で述べたように,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・波動制御に関する研究において,従来の一様な二段結合系の場合の結果を,一定比で変化する状況へ拡張を行った.本年度内にその研究成果をまとめ,学術論文誌へ投稿,採択が決定した.しかしながら,論文誌への掲載は,本年度中には間に合わず,来年度の前半で,印刷費の支払いも掲載後に行うこととなった.以上の状況から,今年度予算のうち,上記論文誌掲載のための印刷費の概算額を次年度に繰越した.繰越し分は,次年度において,上記論文掲載のための印刷費として執行する予定である.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 多段結合マス・ばね・ダンパ系の波動解析・波動制御2019

    • 著者名/発表者名
      箕土路 拓也、長瀬 賢二
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 85 ページ: 19-00054

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Unified Framework for Dynamics and Control of Tree-Type Systems using Exponential Coordinates2019

    • 著者名/発表者名
      Julien Amar、Kenji Nagase
    • 雑誌名

      Mechanical Systems and Signal Processing

      巻: 131 ページ: 446-468

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 並列仮想ばねを利用した自己釣り合い力を有するマルチエージェントシステムのフォーメーション制御2019

    • 著者名/発表者名
      田上 浩大、長瀬 賢二
    • 雑誌名

      計測自動制御学会論文集

      巻: 55 ページ: 466-475

    • 査読あり
  • [学会発表] 単段・多段結合を有するマス・ばね・ダンパ系の波動解析・波動制御2020

    • 著者名/発表者名
      長瀬 賢二
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部 第95回定期総会講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 一定比で変化する二段結合マス・ばね・ダンパ系の波動解析・波動制御2019

    • 著者名/発表者名
      箕土路 拓哉、長瀬 賢二
    • 学会等名
      第63回システム制御情報学会研究発表講演会

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公開日: 2021-01-27  

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