可動翼の制御による風圧変動を利用した構造物のアクティブ制振システムの開発

开发通过控制可动叶片来利用风压波动的结构主动减振系统

基本信息

批准号：
06750614
负责人：
向井洋一
金额：
$ 0.58万
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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750614/
关键词：
制振構造アクティブ制振アクティブフィン制御アルゴリズム

项目摘要

アクティブフィンを実機レベルの制振装置として実用化するための基礎的研究として、アクティブフィンの縮小モデルを作成し、風洞実験と数値シミュレーションにより、アクティブフィンシステムの有効な制御アルゴリズムの検証を行った。1.制御デバイス(1)鉛直軸回転式1枚羽装置(Single-fin Type)(2)鉛直軸回転式2枚羽装置(Twin-fins Type)(3)水平開閉板型装置(Triplet Type)2.アクティブフィンにより付加される制御力の検討風洞実験により、以下のような視点からアクティブフィンにより実際に建物に付加される制御力を検証した。(1)可動翼の見つけ面積と風圧力との関係を調べた。(2)可動翼の状態変化に伴う風圧力の動的変化の特性の調べた。(3)可動翼の形状、および駆動機構の違いによる制御力生成メカニズムの違いを調べた。3.有効な制御アルゴリズムの検討上記の検証実験の結果を基に、実機レベルのシステムに対応した2方向制振アルゴリズムを構築し、以下のような手法で制御効果を検証した。(1)可動翼の形状や駆動機構の違いに対応した制御アルゴリズムを作成し、それぞれの制御効果の比較検討を行った。(2)風向きと建物の揺れの向きとの関係を変化させ、種々の風速下での制御効果の違いを調べた。4.制御システム設計のための検証(1)風洞実験により得られたアクティブフィンの制御特性を検討し、さらに、数値シミュレーションによりその結果を検証した。(2)実構造物の風による振動の実地調査を行い、実際の制御システム構築のための基礎的データを得た。

作为将主动翅片作为实际机器层面的减振装置实用化的基础研究，我们创建了主动翅片的简化模型，并通过风洞实验和数值模拟验证了主动翅片系统的有效控制算法。 1. 控制装置 (1) 垂直轴旋转单翅片装置(Single-fin Type) (2) 垂直轴旋转双翅片装置(Twin-fins Type) (3) 水平开闭板式装置(Triplet Type) 2、主动翅片施加控制力的检验通过风洞实验，我们从以下几个角度验证了主动翅片对建筑物实际施加的控制力。 (1)我们研究了可动叶片的面积与风压的关系。 (2)研究了动叶片状态变化引起的风压动态变化特征。 (3)我们研究了由于可动叶片和驱动机构的形状差异而导致的控制力产生机构的差异。 3.有效控制算法的检验基于上述验证实验的结果，我们构建了与实机级系统兼容的双向减振算法，并采用以下方法验证了其控制有效性。 (1)针对可动叶片的形状和驱动机构的不同，创建了控制算法，并对各自的控制效果进行了比较和检验。 (2)改变风向与建筑物摇摆方向的关系，考察不同风速下控制效果的差异。 4.控制系统设计验证 (1)通过风洞实验研究了主动翅片的控制特性，并通过数值模拟进一步验证了结果。 (2)对实际结构的风振进行了现场调查，获得了构建实际控制系统的基础数据。