部分構造合成法を応用する新しい構造と振動制御系の同時最適設計に関する研究

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1.構造系と制御系の同時最適設計において設計変数の数を減らすことのできる新しいアルゴリズムを提案した。アルゴリズムは,設計目標に対する感度の高い分系を選択し,その分系を変更するという考え方に基づいている.ここでは設計対象の機械構造物全体(以後これを全系と呼ぶ)をいくつかの部分構造(以後これを分系と呼ぶ)に分割している.制御系については,各分系毎に複数のコントローラがあるものとする.分系の設計変数の値の変化に対して全系の評価関数の値の変化が大きな分系が,感度の高い分系であると定義した.このとき全系の構造系と制御系の評価関数が,分系毎の構造系と制御系の評価関数のそれぞれの和で表されるようにすれば,分系の評価関数の値の変化がそのまま全系の評価関数の値の変化となる。2.数値計算においてトラス構造の設計を行い,最適化で取り扱う設計変数を減らすことが可能であることを確認した.設計の個々の繰り返し過程で,構造系の評価関数に対する感度の高い分系を選択し,構造系の評価が向上するように構造と制御を変更している.同時に制御系の評価関数に対する感度の高い分系を選択し、制御系の評価が向上するように構造と制御を変更している.従って設計の個々の繰り返し過程では,少数の分系でのみ構造と制御の変更を行うことになり,実質的に取り扱う設計変数の数が設計変数の総数よりも少なくできた。3.従来の同時最適設計と新しい同時最適設計で設計したトラス構造の振動制御実験を行った.提案したアルゴリズムに基づいて,トラス構造物の構造と振動制御系の同時最適設計を行った.新旧2種類の同時最適設計で得られたトラス構造の制御性能はほぼ同じであり,提案した新しい同時最適設計法の有効性が確認できた.