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免震について(6)

2006-11-26 12:02:12 | 工学
 免震についての記述も6回目である.毎回,制御について書く前に気力が尽きてしまうので,今回は最初から制御について書くこととする.
 免震と制振について前回まで概要を述べて来て,制振については,減衰することが重要であると述べて来た.減衰するために,動吸振器を設置することもあると述べた.固定された減衰においては,減衰する要素のダッシュポット=ダンパーはその速度に比例した力を発揮する.振動する速度が早いと強いがゆっくりでは弱い(概念的であるが).ゆっくりした速度でも減衰したい場合,大きな減衰係数のものが必要である.しかし,速い速度の振動では固くなる(強くなる).減衰は,高い振動で固くなると,逆にエネルギーを吸収しなくなるため,高い振動に対しての減衰がなくなる.自動車の乗りここちで言えば,ごつごつした振動を拾うような感じであろう.(ただし,ばね=弾性要素との兼ね合いもあるので注意)
 さて,これを改善するために自動車分野ではセミアクティブサスペンションというものが,多分私が知っている(自動車は専門外^^;)範囲では初代ソアラが記憶にある.初代ソアラは1978ごろだったような気がする.トキコだったと思うがダンパーの減衰を2段階に切り替えて振動を制御しようという仕組である.ダンパーはオリフィスという油が流れる回路で流量を絞って減衰を得ている.このオリフィスの狭い流路の大きさを変えて減衰を帰る仕組である.この仕組を最初に応用しようとしたのは確か自動車に先駆けて鉄道であったような気がする(鉄道も専門外(@@))自動車と同じように乗りここちの追求である.ダンパーの切り替えについての制御の仕方を決めるのが,制御系の設計ということになる.
 数式を使った展開は,論文であれば簡単に出来るのだが,ブログに書いても?であるので,概念の記述にする.詳しくは,前に紹介した参考書がわかりやすい.制御系の設計には,様々な理論があるが,基本的には評価関数というものを指標として考える.評価関数は数式であるが,基本的にエネルギを表している.エネルギを最小にするように制御の指令を決めるということを行う.制御系の設計とは,評価関数を決めることで,あとは最近では決まった体系を使う場合,簡単な系であれば自動的に決まるようになる(ツールと呼ばれるソフトがある).また,制御系設計に関してのもう一つの課題は対象の数式モデルが得られるかということにかかっている.つまり,数式で表された制御する対象と,それをどのようにエネルギを押される形で制御していくかを決めることが制御系の設計ということになる.
 制御ということで話を進めると,数冊の本にでもしないと出来ないので,詳しくは記述しないが,基本的な方針は前述のようなもので,これを使ってセミアクティブ制御の説明をすることとしたが,今回はここまで



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