アクティブ・エアバッグシステムを適用した構造物の制震フレーム補強構造の開発

应用主动安全气囊系统的结构减振框架加固结构的开发

基本信息

批准号：
11750510
负责人：
向井洋一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、(1)耐力の不足する部分を有する建築構造物を適切に補強する手法の開発、(2)過大入力に対する制御装置の安全機構を備えつつも最大限度の駆動が可能な制御システムの開発を目的としており、(1)について、制震フレーム補強方式を提案し、これを(2)の条件を満足するような衝撃緩和装置として導入するために、新たな制震構造であるアクティブ・エアバッグシステムの提案を行うとともに、その有効性について解析ならびに実験による検証を行った。1.エアシリンダを適用したアクチュエータ系、弾性補助支持による制震フレーム系、並びに離散型最適制御法を適用した制御アルゴリズムの基本性能評価を行い、数値解析、並びに実験的検証の結果の整合性について検討を行った。2.エアシリンダの空圧の調整速度に関するシステムの追従特性を定量的に評価し、アクティブ・エアバッグシステムを対地震制震システムとして導入するためのアクチュエータ系の設計条件について明らかにした。3.アクティブブレースを用いた制震構造システムとの性能比較により、アクティブ・エアバッグシステムにおける制御装置の安全機構の定量的特性について評価を行い、目標クライテリアに応じた制震フレーム系の設計条件について明らかにした。4.種々の外乱に対するアクティブ・エアバッグの動特性の実験的計測結果に基づき、アクティブ・エアバッグを駆動するための制御アルゴリズムとしての離散型最適制御法の適用について、詳細な数値解析を行い、離散型最適制御法の適正なチューニング法について明らかにした。5.以上の検証により得られたデータを分析し、アクティブ・エアバッグシステムを用いた制震フレーム補強方式を利用し、より有効な制御効果を得るための制御法・制御装置の今後の実用的改良についての重要な方向性についての提案を行った。

在这项研究中，我们将（1）开发一种适当加固具有强度不足部分的建筑结构的方法，以及（2）开发一种可以最大限度地运行的控制系统，同时为控制装置提供防止过度使用的安全机制。关于（1），目的是开发地震阻尼。为了将其作为满足条件（2）的减震装置，我们提出了一种新型减振结构主动气囊系统，并通过实验对其有效性进行了分析和验证。 1.评估采用气缸的执行器系统、采用弹性辅助支撑的阻尼框架系统以及采用离散最优控制方法的控制算法的基本性能，并检查数值分析和实验验证结果的一致性。已经考虑过了。 2、定量评价了系统气缸气压调节速度的随动特性，明确了引入主动安全气囊系统作为抗震阻尼系统的执行器系统的设计条件。 3.通过与采用主动支架的阻尼结构系统进行性能比较，评估了主动安全气囊系统中控制装置安全机构的定量特性，并根据目标标准确定了阻尼框架系统的设计条件。揭示了。 4.基于主动安全气囊响应各种扰动的动态特性的实验测量结果，我们对应用离散最优控制方法作为驱动主动安全气囊的控制算法进行了详细的数值分析。明确了离散最优控制方法。 5.分析上述验证获得的数据，我们将讨论未来实际使用的控制方法和控制装置，以利用主动安全气囊系统的振动控制框架加固方法获得更有效的控制效果，并提出重要方向的建议。改进。