Construction of probabilistic predictive theory to realize low-energy-consumption vibration control for deployable truss observation satellite

概率预测理论构建实现可部署桁架观测卫星低能耗振动控制

• 批准号: 22H01675
• 负责人: 槙原 幹十朗
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01675/
• 关键词: 振動制御; 準能動制振; 予測制御; 圧電; 宇宙構造物

精密観測機器を衛星本体から伸展トラス構造を用いて分離する構造開発では大きな曲げ・ねじり振動が発生するため精密制振が必須課題である．能動制振に要するエネルギは膨大になるので能動制振の実装は困難である．そこで申請者は「圧電電荷を不変量」とする新たな状態モデルを構築し，振動状態の将来予測を初めて可能にした．一方，予測値には確率的な不確定性が含まれ，消費エネルギと制振性能に深刻な悪影響を与えることも明らかになった．そこで本研究では，申請者が独自に提唱し開発を進めている低エネルギ消費の準能動制振の制振性能を飛躍的に向上させる「振動予測技術」を確立する．特に「圧電不変量の確率的不確定性を考慮した外乱予測技術」を導入し，低エネルギ消費と高制振性能を両立する「次世代観測衛星のための確率的予測制振技術」を実現する．低エネルギ消費と高制振性能を両立する「確率的予測制振」を実現するための確率的予測制振理論の学術的研究及び実証が研究の大目的である．本研究では以下を明らかにした．【確率的不変量の特性（不変量の確定精度・変動幅）の解明】理論を通して，確率的不変量の確定精度を明らかにした．確率行列理論を用いて確率的不変量の変動幅を理論的に明らかにした．開発している周波数仮定に基づく外乱予測技術を用いて調和振動外乱を精密に予測するとともに振動予測の不確定性を減らした．10ベイトラス構造を用い，曲げ・捩じり・局所振動を含む複雑振動を生じるようにトラス構造を拡張した．実験と数値計算により，確率的不変量の予測原理に与える影響としてエネルギ消費量と予測性能を定量的に明らかにした．実績値に基づいた数値目標を達成できるかを明らかにした．(1)準能動制振に実行に必要なエネルギ消費量を3.0mW以下に抑えた．

The precision measurement machine is a necessary subject for the development of satellite body, stretching structure and separation structure. The vibration control system is difficult to install. The applicant shall be responsible for the construction of the new state and the future prediction of the vibration state. On the one hand, the uncertainty of the prediction accuracy rate includes the influence of consumption on the vibration control performance. In this study, the applicant has independently proposed to develop and improve the quasi-active vibration control performance of low energy consumption and to establish the "vibration prediction technology". In particular, the introduction of "low cost and high vibration control performance prediction technology" and the realization of "accurate vibration control technology for next generation satellite detection" were introduced. Low cost and high vibration control performance are the main objectives of the study. This study is based on the following. [Explanation of the characteristics of the uncertainty of the accuracy (uncertainty and determination accuracy·variation amplitude)] Theory is clear, and the uncertainty and determination accuracy of the accuracy are clear. The accuracy of the theory of rank and file is different from the accuracy of the theory of amplitude. In the case of frequency fluctuation, the fundamental vibration prediction technique is applied to the harmonic vibration prediction technique, and the uncertainty of vibration prediction is reduced. The prediction principle of the accuracy of the calculation of the number and the quantitative analysis of the prediction performance The goal of achieving the goal is to achieve the goal of achieving the goal. (1)Quasi-active vibration control is necessary for the production of a power consumption of 3.0mW or less.