超磁歪アクチュエータ・センサー適用の構造物制振機構とデバイスの創作

使用超磁致伸缩执行器和传感器创建结构减振机制和装置

• 批准号: 10875029
• 负责人: 江田 弘
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Ibaraki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875029/
• 关键词: 振動解析; 超磁歪材料; アクチュエータ; センサ; 構造物制振機構; 超磁歪効果; フイードバック制御; H∞制御理論

本研究は、トンオーダの巨大重量、巨大変位をnmレベルの3次元空間で、ns単位の反応時間で入、出力できるアクチュエータ,センサを超磁歪材料について開発し、この開発材を構造物制振機構に適用し、シミュレーションとモデル実験を行う。平成12年度は〔I〕H^∞制御によるコントローラによる振動制御シミュレーション〔II〕ジュール熱による熱膨張量の熱補償法の開発〔III〕テレメータ方式の超磁歪力覚センサ装置とシステムの開発〔IV〕研究成果の公表および研究成果報告書の作成を行った。以下、研究成果を記述する。〔I〕では、超磁歪アクチュエータを適用した構造物の制振機構の制御対象モデリング、数学的モデルの導出、そして構造物のモデル化と解析手法、変位法と有限要素法による解析を行った。その結果、仕様目標に対して適切な解が得られている。設計したコントローラは、一般化プラントからMATLABのロバストコントロールツールボックスを使用して解を求め、有効な結果が導かれた。〔II〕構造物の制振機構の時間経過に伴う、長時間制振性の安定性に大きな影響を及ぼす巨大重量、巨大変位を出力する際のジュール熱による熱膨張量の熱補償を、アクチュエータ構造に熱変位と同等の負の変位を発生できるキャンセル機構の採用することにより開発した。〔III〕では、構造物の制振機構が、別置きの遠隔距離において、構造物の制振挙動が時々刻々と監視できるテレメータ方式の超磁歪力覚センサ装置とシステムを開発した。〔IV〕では、研究成果を、国際会議(ICEM2000,Finland、および粉末冶金国際会議PM2000,京都)、国内の諸学会等で発表した。そして最後に、平成10〜12年度の成果をまとめ、研究成果報告書を作成した。

This study focuses on the development of ultra-magnetic materials, the application of ultra-magnetic materials to structural vibration control mechanisms, and the development of vibration control mechanisms in three-dimensional space, nano-dimensional space, nano-dimensional space, and nano-dimensional space. In 2012,[I] Development of thermal compensation method for thermal expansion tensor of H ^∞ control system [II] Development of supermagnetic deflection system [IV] Report of research results and preparation of research report. The following is a description of the research results. [I] Control object of vibration control mechanism of structure, mathematical derivation, structural transformation, analytical method, position change method and finite element method The results and objectives of the project are discussed in detail below. Design and application of MATLAB software are discussed in detail. [II] The vibration damping mechanism of the structure has a large influence on the stability of the vibration damping mechanism for a long time, and the thermal expansion of the vibration damping mechanism is compensated by the thermal expansion of the vibration damping mechanism for a long time, and the thermal expansion of the vibration damping mechanism is compensated by the thermal expansion of the vibration damping mechanism for a long time. [III] The vibration control mechanism of the structure is separated from the structure at a long distance, and the vibration control mechanism of the structure is monitored at a high speed. [IV] Research results were presented at international conferences (ICEM 2000, Finland, PM2000, Kyoto) and domestic societies. At the end of the year, Heisei 10 - 12 results report was prepared.

项目成果

江田 弘(研究代表者): "広帯域ダイナミカルシステム適用の超磁歪材料の創成に関する研究" 科学研究費基盤研究(C)(2)(08650126),研究成果報告書, 120 (1998)

Hiroshi Eda（研究代表）：“用于宽带动态系统应用的超磁致伸缩材料的创建研究”科学研究资助金（C）（2）（08650126），研究报告，120（1998）

J. Shimizu, H. Eda, M. Yoritsune and E. Ohmura: "Molecular Dynamics Simulation of Friction on the Atomic Scale"Nanotechnology. 9-2. 118-123 (1998)

J. Shimizu、H. Eda、M. Yoritsune 和 E. Ohmura：“原子尺度摩擦的分子动力学模拟”纳米技术。

江田 弘: "鉄鋼材料と切削加工 (展望記事)" ふぇらむ. 4・2. 71-79 (1999)

Hiroshi Eda：“钢铁材料和切削加工（透视文章）”Ferrum 4・2（1999）。

H.Eda,L.Chouanine,J.Shimizu and L.Zhou: "Development of State-of-Art Devices on the Sub-nanometer Grinding Machine Tool for Optical Glasses"Proceedings of Int.Conf.ICOSN'99,Yokohama. 344-347 (1999)

H.Eda、L.Chouanine、J.Shimizu 和 L.Zhou：“光学玻璃亚纳米磨削机床上最先进的设备的开发”Int.Conf.ICOSN99 会议记录，横滨。

H.Eda,Y.Yamamoto and J.Shimizu: "Applications of Giant Magnetostriction Composite Materials in Actuators and Sensors" Proceedings of ICCE-5,USA. 1029-1030 (1998)

H.Eda、Y.Yamamoto 和 J.Shimizu：“巨磁致伸缩复合材料在执行器和传感器中的应用”美国 ICCE-5 会议论文集。