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

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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。