保全性を考慮した分散制御器設計による宇宙構造物の能動振動制御

考虑可维护性的分布式控制器设计空间结构主动振动控制

• 批准号: 10750177
• 负责人: 渡辺 亨
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750177/
• 关键词: 振動制御; アクティブ制御; 保全性; 柔軟構造物; 分散制御; 多入力多出力系; アダマール重み; アクティブ動吸振器; 宇宙構造物; アダマール重み制御; 多入力外出力系; 分散制御器

柔軟構造物に対するアクティブ振動制御技術における重要な課題の一つに,宇宙構造物の大型化に伴う分散制御系の導入とこれに対する信頼性,特に一部の制御系が故障したときの全系の安定性すなわち保全性の確保の問題がある.本研究では,通常のロバスト制御理論を拡張した「アダマール重み制御理論」を適用することにより保守性を回避し,保全性を考慮した制御器を設計する手法を提案することを目的とする.本年度は,昨年度までの検討を踏まえ,以下の検討を行なった.まず,ノミナル性能の低い点を改善すべく数値計算により,制御器の低次元化を行わない場合,また仮想的な支持ばねを設けて原点極を消去した場合,さらにアクチュエータを内力を利用するプルーフマス型ではなくガスジェットなどの反動を利用するタイプとした場合の性能を計算し,これらの変更によるノミナル性能の向上を検討した.その結果,アクチュエータのタイプの変更が最も効果的であることが確認できた.ただし,これを元に分散化した制御器の性能は依然として低く,現在なお検討を続けている.この結果をにらみつつ,まず分散化を行わない制御器の制振性能を実験的に検討するために,ガスジェットの代りに固定面反力を用いる実験用構造物システムを製作した.アクチュエータにはボイスコイルモータを用い,構造物全体はベアリングにより上下方向に拘束した.この装置を用いて制御実験を行なった所,ベアリングの摩擦が予想以上に大きく,それを無視したモデルを用いた制御器では安定に制御できないこと,また,構造物の質量に対してアクチュエータの出力限界が低いことが明らかになった.このため,現在実験装置の再設計および改修を行っており,これが終了し次第あらためて制御器の再設計および制御実験を行う予定である.

One of the important problems in vibration control technology for soft structures is that the introduction of decentralized control systems is accompanied by the increase in the size of cosmic structures, and the reliability of a part of the control system is particularly problematic. This study is based on the general theory of control,"control theory" to avoid, security considerations, control device design methods to propose. This year's survey, last year's survey, the following survey. In the case of low dimensional controller design, the original pole is eliminated, and the internal force is utilized. In the case of high dimensional controller design, the performance is calculated. As a result, the most effective way to identify the problem is to identify the problem. The performance of the decentralized controller is still low, but now it is in the middle of the discussion. As a result, the vibration damping performance of the damper is discussed in detail, and the structure of the damper is fabricated in the application of fixed surface reaction force. The whole structure is restrained in the vertical direction. The device is used to control the movement of the device, the friction of the device is expected to be above the maximum, the weight of the structure is limited to the maximum, the weight of the structure is limited to the maximum, the weight of the structure is limited to the maximum. The redesign of the device and the modification of the control system are now carried out in a predetermined manner.

项目成果

T.Watanabe: "Effectiveness of Hadamard-Weighted Controller to Active Structural Control Problems with Multiple Control Inputs"Proceeding of the 1999 American Control Conference. (1999)

T.Watanabe：“Hadamard 加权控制器对具有多个控制输入的主动结构控制问题的有效性”1999 年美国控制会议论文集。

T.Watanabe: "A Design Method of a MIMO Controller Taking Account of Integrity" Proc.of 4th Int.Conf.on MOVIC. Vol.2. 443-448 (1998)

T.Watanabe：“考虑完整性的 MIMO 控制器设计方法”Proc.of 4th Int.Conf.on MOVIC。

T.Watanabe: "Application of Hadamard-Weighted Control Theory to Structural Control Problem" Proc.of First Korea-Japan Symp.of Frontlers in Vibration. 11-12 (1998)

T.Watanabe：“哈达玛加权控制理论在结构控制问题中的应用”Proc.of First Korean-Japan Symp.of Frontlers in Vibration。