| 研究概要 |
本研究では,申請者が提案している「減衰の係数励振を利用した機械・構造物の振動制御方法」をランダムな入力が作用した場合に対応できるように拡張するため,身体のサイクリックな運動である歩行運動に関連しているとされるCentral Pattern Generator (CPG)を減衰係数の励振方法に取り入れることを提案し,それについての基礎的な検証を数値解析と実験を通して行うことを目的としているが,これまでの研究で次の成果を得た.
先行研究では理想的な可変ダンパを設置した構造物を対象に,二つの振動数による励振と減衰係数励振の作用によって応答の振幅低減を行う方法について検討を行い,提案する手法の有効性を確認してきた.しかし,地震入力等を受ける構造物において二つの振動数を有する理想的な正弦波入力を仮定して構成した制御器は利用できない.そこで東京スカイツリーのように主となる二つの構造物間を可変ダンパで連結し,それぞれの固有振動数近傍の振動成分と減衰の係数励振を利用することで見かけ上の減衰力を増加させる制御法の提案を行い,数値計算によってその有効性を検証した.
また,CPGの導入をアクティブ・セミアクティブの制振装置に応用した例は申請者の知る限りでは報告されていないため,基礎的なCPGの適用方法及びその効果について把握することから始める必要があった.そこで,先行研究ではCPGの有する基本特性を把握するため,1自由度構造物に設置したアクティブ動吸振器を対象に,CPGとPD制御を組み合わせた制御器を導出し,数値計算によってその有効性を検証し,一定の制振効果が得られることが分かっていた.しかし,通常の線形制御理論によって構成したシステムとは異なり,制御系の安定性等の評価手法がないため,提案した手法の同期特性や制振特性の評価ができていなかった.そこで非線形振動子の同期を評価する位相縮約法を利用して振動子の位相特性を評価することでシステム全体の評価を行う基礎的な手法を提案した.
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