ハイブリッド動吸振器の基本構造に関する研究

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研究代表者は,周期が緩やかに変動する周期的外力が作用する物体を対象としたハイブリッド動吸振器について研究した経験があり,そこでは,最適同調形動吸振器にアクチュエータを並置する一般的な構造に変えて,パッシブ系は可変同調形の反共振形動吸振器として,アクチュエータの並置により反共振現象の強化を試みた.しかし,駆動系のメカロスにより共振性が低下しやすく,また,ストロークが大きくなるため,モータの選択が困難になるなどの問題が生じた.そこで,直線運動機構をアクチュエータにより駆動して,制振対象の微小な振動変位を増幅し,その位置にパッシブ動吸振器を直列に設置する構造を考えた.本研究は,この直列形ハイブリッド動吸振器の基本的な特性について調べることを目的としている.制御方法としては単純な比例形位置制御も使えるが,これはむしろ最適同調形のパッシブ動吸振器に基づいた広帯域形のハイブリッド動吸振器に適している.反共振形ハイブリッド動吸振器として効率よく動作させるためには,従来の並列形機構と同様に,周波数依存評価関数に基づいた最適レギュレータとして制御系を設計するなどの対策が必要となる.一連の検討により,反共振形で動作させる場合を含め,アクチュエータのメカロスの影響が生じにくく,しかも,エネルギ効率に優れる利点が確認された.ハイブリッド動吸振器において,並列形と直列形は一種の相互変換が可能である.すなわち,従来の並列形のアクチュエータのスラストを,直列形の操作量としてのアクチュエータの相対変位に置き換えるとき,同等の制振効果が発生するような変換方法が存在する.この関係を用いると,直列形ハイブリッド動吸振器の制御系が設計しやすくなる.