2019 Fiscal Year Annual Research Report

同調回転慣性質量トランスデューサーの開発とその検証実験

Research Project

Project/Area Number	17H04942
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	浅井健彦筑波大学, システム情報系, 准教授 (90775793)
Project Period (FY)	2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords	同調回転慣性質量トランスデューサー / 振動制御 / 制振 / エネルギーハーベスティング
Outline of Annual Research Achievements	研究代表者らが提案している構造物の振動エネルギーを電気エネルギーへと効率的に変換することで振動制御を実現する新たな制振装置である同調回転慣性質量トランスデューサーの地震動を受ける建築構造物における有効性を検証するため、数値解析シミュレーションと実験の両方から研究を行っている。同調回転慣性質量トランスデューサーは回転慣性質量を同調バネによって共振させることで高いエネルギー吸収効率を実現させているため、予め想定した周波数に対しては非常に高い性能を発揮する一方で、想定外の周波数域をもつ外乱に対してはその性能が低下する欠点が指摘されていた。そこで、当該年度は前年度までに研究、開発を行ってきた同調回転慣性質量トランスデューサーのさらなる性能の向上を目指した、可変型同調回転慣性質量トランスデューサーの開発とその制御アルゴリズムの開発に取り組んだ。可変型同調回転慣性質量機構を実現するために、回転半径を可変に出来る装置を試作し、実験によりその有効性を実証した。ここでは、計測した振動データに高速フーリエ変換を用いることで、卓越周期を計測し、その周期に応じてこの回転慣性質量値を制御出来る機構を構築した。さらには、この回転慣性質量値を実時間で適切に制御する異なる方法として、非線形モデル予測制御の適用にも取り組み、数値解析シミュレーションを実施することで計算速度を検証し、十分に実機にも適用可能であることを確認している。今後はこのモデル予測制御を用いた実験も実施予定である。
Research Progress Status	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。