制御性能最適化を指向したセミアクティブ制御における低次元モデルと制御則の決定法

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560255
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 平元 和彦 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (00261652)
• 研究分担者: 松岡 太一 明治大学, 理工学部, 講師 (80360189)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: セミアクティブ振動制御 / 低次元モデル / 予測型制御 / 逆リヤプノフ法

研究概要

セミアクティブ振動制御系設計における制御用モデルと制御則の同時設計問題について研究した．すべてのセミアクティブ振動制御系が，制御対象である減衰を有する機械系の漸近安定性と，セミアクティブ制御デバイスのエネルギー消散特性から，常に漸近安定であることを利用して，制御用モデルとモデルベースのセミアクティブ制御則中に存在する調整可能なパラメータを実装時の（実対象とセミアクティブ制御則から構成される）制御系の性能を指標として同時に最適化する手法を開発した．このとき，制御用モデルと実対象のモデル化誤差は考慮していないことに注意する．いくつかの制御則を前提にシミュレーションを行い，提案手法の有効性を示した．

研究成果

• [雑誌論文] Simaltaneous Optimal Design of the Structural Model for the Semi-active Control Design and the Model-based Semi- active Control (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto, T. Matsuoka and K. Sunakoda
  • 雑誌名: Structural Control and Health Monitoring 巻: 21巻 ページ: 521-541
  • DOI: 10.1002/stc.1581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Seismic Response Control using Electromagnetic Inertial Mass Dampers (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Nakamura, A. Fukukita, K. Tamura, I. Yamazaki, T. Matsuoka, K. Hiramoto, K. Sunakoda
  • 雑誌名: Earthquake Engineing & Structural Dynamics 巻: 43巻 ページ: 507-527
  • DOI: 10.1002/eqe.2355
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Optimal Design of the Lyapunov- Based Semi-Active Control and the Semi-Active Vibration Control Device : Inverse Lyapunov Approach (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto, T. Matsuoka and K. Sunakoda
  • 雑誌名: Transactions of the ASME, Journal of Pressure Vessel Technology 巻: 134巻 ページ: 061211-1-13
  • DOI: 10.1115/1.4007033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iterative System Identification and Controller Design with an LMI-Based Framework : Windsurfer-Like Approach (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto
  • 雑誌名: Journal of Applied Mathematics 巻: 2012巻 ページ: 328186
  • DOI: 10.1155/2012/328186
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inverse Lyapunov approach for semi-active control of civil structures (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto, T. Matsuoka and K. Sunakoda
  • 雑誌名: Structural Control and Health Monitoring 巻: 18巻 ページ: 382-403
  • DOI: 10.1002/stc.375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated Design of Structural and Semi-active Control Systems : Inverse Lyapunov Approach (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto, T. Matsuoka, A. Fukukita and K. Sunakoda
  • 雑誌名: Journal of System Design and Dynamics 巻: 5巻 ページ: 665-680
  • DOI: 10.1299/jsdd.5.665
  • 査読あり
• [学会発表] セミアクティブ振動制御を前提とした建築構造系と制御系の統合化設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田直樹,平元和彦
  • 学会等名: 第56回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟県)
  • 年月日: 20131116-17
• [学会発表] Semi-active Vibration Control for Approximating the Targeted Active Control Output (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto, T. Matsuoka and K. Sunakoda
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2013
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 20130914-17
• [学会発表] Active/Semi-active Hybrid Control for Motion and Vibration Control of Mechanical Systems (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2013
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 20130914-17
• [学会発表] Investigation on the detailed resistance force of MRF damper (2013)
  • 著者名/発表者名: Y . Sato, K. Sunakoda, H. Sodeyama and K. Hiramoto
  • 学会等名: SICE Annual Conference 2013
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知県)
  • 年月日: 20130914-17
• [学会発表] 目標制御出力に着目したセミアクティブ振動制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 富井啓輔,平元和彦,松岡太一,砂子田勝昭
  • 学会等名: 日本機械学会Dynamics and Design Conference 2013,第13回「運動と振動の制御」シンポジウム
  • 発表場所: 九州産業大学(福岡県)
  • 年月日: 20130828-30
• [学会発表] Semi-active Control of Structural Systems Aiming to Approximate the Perfromance of the Targeted Active Control law : Output Emmulation Approach (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto, T. Matsuoka and K. Sunakoda
  • 学会等名: 2013 Pressure Vessels & Piping Conference
  • 発表場所: Paris Marriott Rive Gauche Hotel(フランス共和国)
  • 年月日: 20130714-18
• [学会発表] Simultaneous Design of the Low Order Structural Model and the Inverse Lyapunov Semi-Active Control Law (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto, T. Matsuoka and K. Sunakoda
  • 学会等名: 15th World Conference on Earthquake Engineering
  • 発表場所: Lisbon Congress Centre(ポルトガル)
  • 年月日: 20120924-28
• [学会発表] セミアクティブ制御におけるモデルと目標制御則の最適化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平元和彦,外山遼太,松岡太一,砂子田勝昭
  • 学会等名: 日本機械学会D&D 2012 Conference
  • 発表場所: 慶應義塾大学(神奈川県)
  • 年月日: 20120918-21
• [学会発表] 制御性能向上のための低次構造モデルとセミアクティブ制御則の同時設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平元和彦,松岡太一,砂子田勝昭
  • 学会等名: 日本機械学会D&D2011
  • 発表場所: 高知工科大学(高知県)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Semi-active Control of Civil Structures with a Simultaneous Reduced-order Modeling and a Tuning of the Control Law (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto, T. Matsuoka and K. Sunakoda
  • 学会等名: 2011 ASME Pressure Vessels and Piping Conference
  • 発表場所: Baltimore Marriott Waterfront Hotel(アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2011-07-21
• [図書] Semi-Active Control of Civil Structures Based on the Prediction of the Structural Response : Integrated Design Approach" in Vibration Analysis and Control - New Trends and Development (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Hiramoto, T. Matsuoka and K. Sunakoda
  • 総ページ数: 22
  • 出版者: Intech