Development of Smart Elements of Automobile due to a System Fusion Design

通过系统融合设计开发汽车智能元件

基本信息

  • 批准号:
    12555061
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 8万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2000
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2000 至 2002
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In order to seamlessly integrate actuators, sensors and controls with material and structural components, a simultaneous optimal design of structural and control subsystems is necessary. This is because the parameters obtained by traditional methods may not be optimal for the whole system. In traditional design methods, the structural parameters are optimized first and then an optimal controller is designed. In simultaneous optimal design, the interaction of the structure and controller is considered and the parameters of structural and control subsystems are optimized simultaneously.We proposed a new method of simultaneous optimization using unified H_2 /H_- objective functions, which possesses generality for problems involving the improvement of the dynamic characteristics of control led structures. This method was applied to the example of the design of a spring-supported beam, with the goal of suppressing of forced vibrations. The simultaneous optimization problem was solved by a sequence of minimization of the objective function over the structural parameters (holding the controller fixed) and over the controller gains (holding the structural parameters fixed). The sequential quadratic programming method and the linear matrix inequality method were used in the optimization of the structural and control subsystems, respectively.Furthermore, this method was applied to the design of a steering wheel and a door panel of car. Smart boards were proposed as a structural component integrated with actuators and sensors.
为了将执行器、传感器和控制器与材料和结构部件无缝集成,需要同时对结构子系统和控制子系统进行优化设计。这是因为传统方法得到的参数可能不是整个系统的最优参数。传统的设计方法是先对结构参数进行优化,然后设计最优控制器。在同步优化设计中,考虑结构与控制器的交互作用,同时优化结构子系统和控制子系统的参数。提出了一种采用统一H_2 /H_-目标函数进行同步优化的新方法,该方法对涉及改善控制led结构动态特性的问题具有通用性。将该方法应用于弹簧支承梁的设计实例,目的是抑制受迫振动。同时优化问题通过目标函数对结构参数(保持控制器固定)和控制器增益(保持结构参数固定)的最小化序列来解决。采用顺序二次规划法和线性矩阵不等式法分别对结构子系统和控制子系统进行优化。并将该方法应用于汽车方向盘和车门板的设计。智能板是一种集成了执行器和传感器的结构部件。

项目成果

期刊论文数量(54)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Hirofumi Takahashi, Jinhao Qiu, Junji Tani, Kunihiro Nagata, Koji Hirose: "Fabrication of high-performance PNN-PZT ceramic using microwave and hot-press hybrid sintering process"Proceedings of SPIE. Vol.4699. 96-102 (2002)
Hirofumi Takahashi、Jinhao Qiu、Junji Tani、Kunihiro Nagata、Koji Hirose:“利用微波和热压混合烧结工艺制备高性能 PNN-PZT 陶瓷”SPIE 论文集。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
漆山雄太, 裘 進浩, 長内 大介, 谷 順二: "SMAによるフレームの座屈抑制効果に関する研究"日本機械学会論文集. (印刷中). (2003)
Yuta Urushiyama、Nobuhiro Tsuki、Daisuke Osanai、Junji Tani:“SMA ​​框架屈曲抑制效果的研究”日本机械工程学会论文集(出版中)(2003 年)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
漆山 雄太, D.Lewinnek, 裘 進浩, 谷 順二: "形状記憶合金で作られた柱の座屈現象について(第1報、曲り柱の座屈と双晶変形の効果)"日本機械学会論文集(A編). 67巻659号. 46-53 (2001)
Yuta Urushiyama、D.Lewinnek、Nobuhiro Utsumi、Junji Tani:《关于形状记忆合金制成的柱的屈曲现象(第一次报告,弯曲柱的屈曲和孪生变形的影响)》日本机械工程学会论文集(A) 。第 67 卷,第 659 期。46-53 (2001)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
裘 進浩, 谷 順二, 長内 大介, 越河 和男, 漆山 雄太: "SMAによる構造の座屈特性の向上に関する研究"日本機械学会2001年度年次大会講演論文集. v. 333-337 (2001)
Nobuhiro Ni、Junji Tani、Daisuke Osanai、Kazuo Koshikawa、Yuta Urushiyama:“通过 SMA 改善结构屈曲特性的研究”日本机械工程师学会 2001 年年会记录 v. 333-337 (2001)。
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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知道了