構造トポロジーと制御の同時最適設計及びコンプライアント機構への応用に関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550209
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 裘 進浩 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (60241585)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 張 文豊 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (80361195) ; 谷 順二 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006192)
• Keywords: 同時最適設計 / 構造設計 / コンプライアント機構 / 構造トポロジー / 最適制御 / 振動制御

Research Abstract

15年度には,まず前年度で作成した設計システムを用いて,ハードディスクヘッドアームのサスペンションの設計に応用し,及び板の振動及び騒音制御のための同時最適に応用し,その有効性を実証した.具体的には,下記の研究内容を実施した.
(1)ハードディスクヘッドアームのサスペンションの振動抑制とトラッキング位置制御の設計目標値を設定し,前年度作成したソフトウェアを用いて,サスペンションのトポロジーと制御器を設計した.
(2)設計したサスペンションのトポロジーには中間厚さの要素が存在したため,それを消去するアルゴリズムを確立し,ソフトウェアを改良した.
(3)設計結果にはチェックボードという特殊な形状を消すためのアルゴリズムを確立し,ソフトウェアを改良した.
(4)設計したサスペンションの性能が向上され,提案した設計方法が有効であることが確認された.
更に,動物の骨の適応を模倣した設計法を動的な設計問題へ拡張し,ハードディスクヘッドアームのサスペンションの振動制御のためのトポロジー同時最適設計を行った。シミュレーション結果から,この設計方法を用いることにより合理的な構造トポロジーが得られ、システムの特性が向上されることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 原口正和, 吉田誠, 裘進浩, 谷順二: "セルフセンシングアクチュエータによる平板の振動制御"日本機械学会2003年度年次大会講演論文集. VI. 63-64 (2003)
• [Publications] 裘進浩, 原口正和, 吉田誠, 谷順二: "スマートボードによるアクティブ遮音制御"日本機械学会Dynamic and Design Conference 2003 CD-ROM論文集. 604 (2003)
• [Publications] Junji Tani: "Simultaneous Optimization of Structural and Control Parameters for Smart Structures"Proceedings of International Workshop on Smart Materials and Structures. (2003)
• [Publications] 裘進浩, 朱曄, 谷順二: "構造トポロジーと制御パラメータの同時最適設計"日本機械学会関東支部第10期総会講演会講演論文集. 213-214 (2004)
• [Publications] 裘進浩, 朱曄: "骨の応力適応を模倣した振動制御のための構造トポロジー設計"第53回理論応用力学講演会講演論文集. 595-596 (2004)