進化的手法を用いた機械システムの統合設計

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本課題では,進化的手法を用いた機械システムの統合設計法(新しい機械構造系と振動制御系の同時最適設計法)を構築した.設計シミュレーションを行い,構築した設計手法の有効性を検証した.具体的には,以下の点を明らかにした.1.機械構造系と振動制御系の同時最適設計問題を遺伝的プログラミングで記述するために,機械システムの機械構造系と振動・運動制御系の力学モデルをボンドグラフによる木構造で表現する方法について検討を行った.多自由度のばね・質量系でモデル化できるようなカスケード型の構造物の動力学特性の表現に適していて,ボンドグラフを使うことの有効性を確認した.2.進化的計算を行うために昨年度構築したLinuxベースのPCクラスタ計算機を拡張し,大規模な設計シミュレーションの実行速度の高速化を図り,本課題での最適設計に利用可能となった.3.提案した設計手法を,スマート構造化した多層構造物の振動状態監視・振動制御システムの最適設計に適用した.ここでは二層構造物を使用し,各層間に粘性減衰作用を有するオイルダンパを,最上層にボールねじ機構を用いたアクティブマスダンパを設置した.振動状態監視のために各層に加速度ピックアップと変位センサを設置した.研究代表者が所属する研究室で保有する大型振動試験装置を用いて,多層構造物の振動状態監視・振動制御の実動実験を行い,提案した設計手法の有効性を確認した.4.上記3.の結果を第4回運動と振動の制御国際会議(2000年12月,オーストラリア)にて発表した.