液体搬送タンクの液面振動におけるアクティブ制振制御と形状最適化による制振制御

液体运输罐液面振动的主动减振控制和形状优化减振控制

• 批准号: 08750270
• 负责人: 濱口 雅史
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 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: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750270/
• 关键词: スロッシング; アクティブ制御; タンク形状設計; 振子型簡易モデル; 境界要素法; 黄金分割探索法; H∞制御

1.アクティブ制振制御(1)曲線軌道上を走行する円筒タンク内で支配的となる(1,1)モードスロッシングの液面挙動を球面振子を用いた簡易モデルで表現し,一方向のみにタンクが回転する場合の液面挙動をも単振子によりモデル化することができた.(2)直線軌道における搬送において,タンク回転アクチュエータを用いたアクティブ制御を行い,ロバスト制御系であるH∞制御系によりスロッシングを制振した良好な搬送制御結果を得た.2.タンク形状最適化による制振制御(1)直線搬送,2次元矩形タンクを対象として,その液面挙動(スロッシング)を境界要素法により解析したモデルを,タンク壁に傾きを持つ2次元タンクが解析できるモデルへ拡張した.これにより種々の2次元タンク形状における液面の時間応答を得ることができた.(2)加速,等速,減速区間を持つ台形速度カーブで液体タンクを搬送することを考えてタンクの最適形状を設計した.タンク形状の最適設計変数としてタンク側面および底部の壁面傾斜角を考えて,タンク内液体体積とスロッシング固有振動数を考慮した評価関数を最小とする最適形状を一次元探索法の一つである黄金分割探索法を用いて決定した.3.今後の研究の展開(1)2軸のタンク回転アクチュエータを持つ曲線軌道の搬送制御系を構築する.(2)3次元および,より複雑なタンク形状を対象とした最適タンク形状設計を行う.

1. ア ク テ ィ ブ system vibration suppression (1) curve orbit direction す を る has drifted back towards ¥ tube タ ン ク で within a dominant と な る (1, 1) モ ー ド ス ロ ッ シ ン グ の liquid surface dynamic を 挙 spherical oscillator を with い た simple モ デ ル し で performance, a direction の み に タ ン ク が back planning す る occasions の level 挙 dynamic を も 単 oscillator に よ り モ デ ル change す る こ と が で き た. (2) Straight line rail に お け る move send に お い て, タ ン ク back planning ア ク チ ュ エ ー タ を with い た ア ク テ ィ ブ suppression を い, ロ バ ス ト suppression system で あ る h-infinity suppression system に よ り ス ロ ッ シ ン グ を system vibration し た な moved to send good suppression results を た. 2. タ ン ク shape optimization に よ る system vibration suppression (1) linear moving to send, 2 dimensional rectangular タ ン ク を polices と し て, そ の level 挙 move (ス ロ ッ シ ン グ) を boundary element method に よ り parsing し た モ デ ル を, タ ン ク wall に pour き を hold 2 dimensional つ タ ン ク が parsing で き る モ デ ル へ company, zhang し た. こ れ に よ り kind 々 の 2 dimensional タ ン ク shape に お け る level の time 応 answer を る こ と が で き た. (2) the acceleration, constant speed, deceleration interval を つ Taiwan form speed カ ー ブ で liquid タ ン ク を move send す る こ と を exam え て タ ン ク を の optimal shape design し た. タ ン の ク shape optimal design - several と し て タ ン ク side お よ び の wall at the bottom of the slope Angle を exam え て, タ ン ク volume of liquid in と ス ロ ッ シ ン グ natural vibration number を consider し た review 価 minimum number of masato を と す る optimal shape を yuan exploration method at a time The golden section exploration method を uses である て to determine た た.3. の research の expansion in the future (1) 2 axis の タ ン ク back planning ア ク チ ュ エ ー タ を hold つ の curve track move send suppression system を build す る. (2) three yuan お よ び, よ り complex 雑 な タ ン ク shape を like と seaborne し た optimum タ ン ク を line う shape design.

项目成果

Kazuhiko TERASHIMA: "Modeling and Input Shoping Control of Liquid Vibration for an Automatic Pouring System" Proceedings of the 35th Conference on Decision and Control. 4844-4850 (1996)

Kazuhiko TERASHIMA：“自动浇注系统液体振动的建模和输入购物控制”第 35 届决策与控制会议论文集。

浜口 雅史: "曲線軌道における円筒容器内液体搬送のモデリングと制御" 日本機械学会論文集C編. 62巻601号. 3492-3499 (1996)

Masashi Hamaguchi：“圆柱形容器中弯曲轨迹上的液体传输的建模和控制”，日本机械工程师学会会刊，C 版，第 62 卷，第 601 期。3492-3499（1996 年）。

Ken'ichi YANO: "Advanced Control of Liquid Container Transfer Considering the Suppression of Liquid Vibration" Proceedings of the 4th Symposium on Advances in Control Education. (1997)

Kenichi YANO：“考虑液体振动抑制的液体容器传输的高级控制”第四届控制教育进展研讨会论文集。