24 両端単純支持梁に対する外乱抑制制御系の製作

２４両端単純支持梁に対する外乱抑制制御系の製作
機械創造工学課程１１３０７４８９古澤大輔担当教員小林泰秀准教授
１．研究背景
柔軟構造物の制御問題
⇒アクチュエータを複数配置し，外乱を
吸収する．
Table.2 圧電素子
富士セラミックス圧電セラミックス
PZT－Pb（Zr・Ti）O3系
材質
C-6
寸法[mm]
L40×W35×t0.5
電気機械結合係数
52×10-2
等価圧電定数[m/v]
472×10-12
音の
強さ
時間
この技術は波を制御する点で能動騒音
制御と共通している．
騒音
制御音
制御後の音
本研究室では片持ち梁の振動制御について
行い，特定の周波数領域で外乱を吸収できる．
Fig.1 能動騒音制御
Fig.7 圧電素子
他の支持条件として両端単純支持梁に適用する．
両端単純支持梁の実験装置を製作した．
（B3ポスター）
電圧出力係数[m2/c]
弾性係数[GPa]
ポアソン比
機械的品質係数
誘電損失[%]
25.3×10-3
19
0.32
80
1.60
３．打撃試験
R12
１次モードの共振周波数を測定したい．
⇒打撃試験の実施
圧電素子をセンサとして用いた．
両端単純支持共振周波数理論式
Fig.2 前回固定部
Fig.3 前回全体
理論共振周波数に比べ実験で求めた共振周波数は53％高い．
⇒単純支持梁ではない．
・円筒部が自由に回転せず，固定に近くなっている．
次数
1
2
3
4
自由な回転を有する新規の両端単純支持梁を製作する．
２．実験装置
Table.1 実験装置
梁
シンワ直尺シルバー(SUS420j2)
寸法[mm]
圧電素子位置[mm]
L2000×W40×ｔ2.0
固定位置より150
支持方法[mm]
備考
ピンホルダーがφ6のピン周りで回転
軸間距離固定
Table.3 理論両端支持共振周波数
両端単純支持
両端固定
理論式周波数[Hz]
次数理論式周波数[Hz]
1 2 f1
1.15
1
2.267f1
2.61
2 2 ｆ1
4.61
2
6.249f1
7.20
3 2 ｆ1
10.37
3
12.25f1
14.11
4 2 ｆ1
18.43
4
20.25f1
23.32
2.730[Hz]
2000[㎜]
2.638[Hz]
Fig.8 圧電素子出力
単純と2倍以上の
違い
固定に近い値
Fig.9 圧電素子入力
固定端に近い値が検出された原因
ピンホルダー
スラスト軸受
Fig.4 固定部概略図
（１）支持部のピンホルダーが回っていない．
⇒支持部の摩擦が大きい．
（２）梁の初期張力がゼロになっていない．
４．まとめ
圧電素子
（１）両端がピンで支持された梁の実験装置を製作した．
1
（２）理論共振周波数と打撃試験の実験結果より固定端に近い値
の共振周波数を持つ．
単純支持梁でない．
５．今後の課題
Fig.5 固定部写真
Fig.6 実験装置全体写真
（１）支持部の摩擦低減を目指す．
1
⇒空気軸受を用いた実験装置を製作する．
（２）張力を測定できるようにする．
⇒バネばかりやマイクロメータを用いる．

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