バリアブルダンパーを用いた土木構造物の震動制御機構の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555115
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 佐藤 忠信 京都大学, 防災研究所, 教授 (00027294)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): JUN Yang 中核的研究機関, 研究員 ; 澤田 純男 京都大学, 防災研究所, 助教授 (70187293) ; 鈴木 祥之 京都大学, 防災研究所, 助教授 (50027281)
• Keywords: バリアブルダンパー / 最適震動制御 / 粘性ダンパー / メカトロダンパー / ハイブリッド実験 / 免震構造物

Research Abstract

可変減衰装置として、オイル型可変減衰装置と電磁型可変減衰装置の2種類を試作した。オイル型可変減衰装置はシリンダー内に粘性流体であるオイルを封入し、ピストンの稼働に伴いオイルが左右のシリンダー間を移動する時の粘性抵抗を利用して減衰力を発生させる。一方、電磁型可変減衰装置はDCモーターを発電機として利用し、発生する誘導電流が今度はモーターを駆動し、モーターが減速機として働く。電磁型可変減衰装置は環境変化により減衰特性がほとんど左右されない理想的な減衰装置である。
まず、それぞれの可変減衰装置に対して、加振機を用いた基本特性試験を繰り返し、装置の減衰特性を詳細に記述できる力学モデルを構築した。次に、発生減衰力を制御するために、オイル型可変減衰装置についてはサーボバルブ開度の制御システムを、電磁型可変減衰装置については負荷電流の制御システムを構築した。構築した制御システムを用いることで、正弦波加振に対して両制御装置の発生減衰カが制御可能であることを実証した。さらに、オイル型可変減衰装置については、非定常な加振に対してもほぼ目標通りの制御力を発生することが、ハイブリッド震動制御シミュレーターを用いた実験で実証した。また、ハイブリッド実験を行う際に問題となる加振機の応答遅れ時間についても、簡便かつ実用的な遅れ補償法を提案し、ハイブリッド震動制御シミュレーターを用いた実験でその有用性を確認した。

Research Products

• [Publications] Tadanobu SATO, Kenji TAKEI: "Development of a Kalman Filter with Fading Memory" Proceedings of Structural Safety and Reliability. 387-394 (1998)
• [Publications] Tadanobu SATO, Kai,QI: "Adaptive H^∞ Filter: Its Application to Structural Identification" ASCE Journal of Engineering Mechanics. Vol.124, No.11. 1233-1240 (1998)
• [Publications] 佐藤忠信・土岐憲三・佐藤誠: "可変減衰装置の開発と減衰力の制御システムの構築" 土木学会論文集. No.570/J-40. 203-215 (1997)
• [Publications] 佐藤忠信・佐藤誠: "実時間ハイブリッド振動制御シミュレーターの開発" 土木学会論文集. No.570/I-41. 257-267 (1997)