Single Shock Response Control Mechanism Including All Measures and Its Applications to Astronomical Landing Exploration

包括所有措施的单次冲击响应控制机制及其在天文着陆探索中的应用

基本信息

批准号：
21H01275
负责人：
原進
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01275/
关键词：
衝撃アクチュエータ天体探査運動量交換力学的エネルギー

项目摘要

本研究では衝撃を受ける機械構造物の応答制御問題を扱う．本問題では従来の衝撃緩和法に代表されるような加速度低減のみが注目されることが多かった．一方，空中から降下する飛翔体の着陸問題などを考えると，加速度低減のみならず，対象の転倒を防ぐためのリバウンド防止や姿勢維持など，少なくとも数種類の仕様を同時に満たすことが重要である．これまでさまざまな衝撃応答制御法が提案されてきたが，本研究では個々の対象と問題に応じて合理的な制御系設計ができるように，旧来の衝撃緩和法から最新の衝撃応答制御法までを，新たな一つのモデルとシンプルな機構として扱える衝撃応答制御機構論の確立を目指している．本論の整備により対象ごとに経験に頼った制御を行うことなく，最適な制御系を効率的に提供可能とする．将来的には我が国の次世代天体着陸探査に資するような応用を目指している．2021年度（2022年度まで繰り越し）は，研究代表者と研究分担者（大槻）が中心となり，さらに本科研費で専任の研究員も雇用すろことにより，実験システムの構築に長い時間がかかったものの，パッシブ制御の範囲に絞って，塑性変形方式と非塑性変形方式を一つのモデルにまとめて，衝撃入力条件により両方式を適切に選択できる機構が完成した．そして，数値シミュレーションのみならず実験的にも新機構の有効性を確認できた．今後はアクティブ制御法も含めた複数制御法の組み合わせにより個々の問題に最適化可能な衝撃応答制御機構論の提示を目指す．また，研究分担者（宮田）により衝撃応答制御機構に適した新しいアクチュエータとその制御法の開発が，研究分担者（山田）により床衝撃音制御への応用について，それぞれ取り組まれた．

这项研究涉及机械结构受到冲击时的响应控制问题。在这个问题中，人们的注意力通常只集中在加速度的减小上，如传统的冲击缓解方法所代表的那样。另一方面，当考虑从空中下降的飞行物体的着陆问题时，重要的是要同时满足至少几种类型的规范，例如不仅要减少加速度，还要防止反弹和保持姿态以防止物体坠落。坠落。迄今为止，已经提出了各种冲击响应控制方法，但在本研究中，我们将介绍从传统的冲击缓解方法到最新的冲击响应控制方法的一系列方法，以便能够根据个别目标和情况进行合理的控制系统设计。我们的目标是建立一种冲击响应控制机制理论，将其视为一种新的模型和简单的机制。本文的发展使得有效地提供最优控制系统成为可能，而无需依赖每个目标的经验。未来，我们的目标是为日本下一代天文着陆探索做出贡献的应用。 2021财年（延续至2022财年）由首席研究员兼共同研究员（大月先生）带头，我们还利用研究经费聘请了全职研究人员，因此实验系统的搭建花费了很长时间缩小被动控制的范围，我们将塑性变形方法和非塑性变形方法结合到一个模型中，并完成了一种允许根据冲击输入条件适当选择两种方法的机制。新机制的有效性不仅通过数值模拟而且通过实验得到证实。未来，我们的目标是提出一种冲击响应控制机制理论，可以通过结合多种控制方法（包括主动控制方法）针对个别问题进行优化。此外，研究合著者（宫田）致力于开发适合冲击响应控制机构的新型执行器及其控制方法，研究合著者（山田）致力于其在地板冲击噪声控制中的应用。