Estimation of a Force to Structures using SVD and Regularization method (Consideration of Location Estimation of an Excitation Point)

特異値分解と正則化法を用いた構造物に対する加振力の推定(加振位置推定についての検討)

Japan society for mechanical engineers D&D2022

日本機械学会D&D2022論文集


Estimation of Normalized Eigenmodes and Natural Frequencies by Using the Effect of Accelerometers Mass

Vibration Engineering for a Sustainable Future, Experiments, Materials and Signal Processing


A time domain approach of input force estimation using SVD and regularization

25th International Congress on Sound and Vibration 2018, ICSV 2018: Hiroshima Calling


Effectiveness of Delayed Feedback Control Applied to a Small-Size Helicopter with a Suspended Load System

In this study, a cable-suspended transportation system using a small-size helicopter was investigated. For a secure flight, it is necessary to suppress the swing of the suspended load. For this purpose, a cable angle feedback system was adopted because it is easy to mount the corresponding measuring device on a helicopter. Delayed feedback control was applied for efficient swing damping. The control parameters were obtained using a simple planar double pendulum model that takes into consideration the coupled dynamics of the helicopter and the load. To build the model, the system parameters were identified through frequency response flight tests. In this paper, an appropriate design strategy is reported for a trade-off relationship between vibration damping and piloted handling qualities; the robustness of the control method against disturbances and signal noise was verified by comparing the delayed feedback control method with the real-time angular velocity feedback control method. The damping effect was verified by performing flight tests with three cable lengths.


Flight Characteristics of Quad Rotor Helicopter with Thrust Vectoring Equipment

A quad rotor helicopter (QRH) is a radio controlled (RC) aircraft that tilts its attitude to generate a horizontal force component to move in a certain direction. Using autonomous control, the attitude control system tilts the airframe against disturbances, such as wind. Thus, the attitude of a flying QRH is always slanted. In this study, three types of deflecting thruster were compared to maintain the position and horizontal attitude of the QRH. The extra thrusters are tilted to generate a thrust against disturbances without causing the airframe to incline. It is suitable for precise measurements for which the airframe posture should remain horizontal.


Study on modeling of human postural control on frontal-plane during standing (Identification of a transfer function model by frequency response test)

立位時における人体前額面の姿勢制御モデルの検討 (周波数応答実験による伝達関数モデルの同定)

We have been developing a standing ride type vehicle, such as electric skateboards. A human dynamics model is required to assist balance control of human standing in the vehicle. So far, however, little information has emerged on the human balance control mechanism. The purpose of this study is to construct a transfer function model of human body dynamics on frontal plane when the support surface moves to horizontal direction. The present investigation deals with the dynamics in low frequency range (below 4rad/s) with parallel stance. We assumed a human mechanical model as one degree-of-freedom system. In a previous paper we estimated characteristic roots of the human standing model from impulse response tests. Here we report a procedure to identify a transfer function model describing the system definitely from the result of impulse response tests and frequency response tests. Reference acceleration for the support surface in the frequency response test was composed of six trigonometric functions from 1.0 rad/s to 4.0 rad/s. Posture angle of the body and moment generated from support surface were measured by a motion capture system and a load measurement system respectively. The human model was identified by two steps in the present method. We estimated the characteristic roots from the result of impulse response test in first step. Then it allowed us to define denominator of the transfer function model as the estimated characteristic polynomial. In second step, we identified numerator of the transfer function model from the result of frequency response test by least square method. The present method enabled us to identify a low-dimensional transfer function model accurately from experimental data with large variability.


Development of a Semi-active Dynamic Absorber with Shape Memory Alloy

形状記憶合金を用いたセミアクティブ動吸振器の開発

Journal of Japan Society for Design Engineering


Study on modeling of human postural control on frontal-plane during standing (Estimation of the system parameters by impulse response analysis))

立位時における人体前額面の姿勢制御モデルの検討(インパルス応答による姿勢制御パラメータの推定)

Riding on an electric skateboard needs riders skill because it is difficult to keep standing. We should study how to move the skateboard to aid the postural control of human standing. To examine it theoretically, it requires a model of the human body and the system parameters. The purpose of this study is to estimate the postural control parameters of the model precisely when some disturbances act on the support surface. The structure of the model is regarded as a simple rigid-body and the torque for the postural control is assumed to be generated by muscle groups. We assume that the torque is determined by delayed feedback in terms of the angle and the angular velocity of the body. To estimate the feedback gains and the delay time of the postural control, we implemented impulse response tests. Center of mass (COM) and center of pressure (COP) were measured by motion capture and load measuring devices respectively. In this study, we propose a method which compares characteristic equations to estimate the postural control parameters. While variations in the estimated parameters generally appears, the presented method enables us to reduce the variations. The estimated parameters indicated that the parameters do not vary according to amplitude of the impulse. The validity of the estimated parameters were verified by comparing the equation of motion and experimental results.


Flight Characteristic of Quadrotor Hrlicopter Using Extra Deflecting Thrusters

The Journal of Instrumentation Automation and Systems


Flight Characteristic of Quad Rotor Helicopter with Tilting Rotor


Flight Characteristics of Quad Ducted Fan Helicopter with Thrust Vectoring Nozzles


Cable angle feedback control for helicopter slung load system using delayed feedback


Identification of Modal Parameters by Frequency Domain Subspace Method (Consideration of Residual Terms and Estimation of Model Order)

周波数領域部分空間法によるモード特性同定(剰余項の考慮とモデル次数の推定について)

It is very important to understand the dynamic characteristics of machinery and experimental modal analysis is widely used as a basic tool for machine design. Various methods to identify the modal parameters of structures by the vibration test have been proposed. Recently, the frequency domain subspace method employing frequency response functions has been developed. In general, it is easier to overview the dynamic properties of structures in frequency domain than in time domain. In this paper, the modal parameters are identified by the frequency domain subspace algorithm and the residual terms derived from rigid body motions are considered. The Akaike Information Criterion is used because of the importance to determine the model order, which is related to the order of the state space model derived by the subspace method. The proposed procedure is then applied to identify the modal parameters of an aluminum circular plate with a hole.

Transactions of The Japan Society of Mechanical Engineers, Series C

日本機械学会論文集(C編)


Study on Simple Vibration Control for Small-Size Helicopter with Slung Load System (Experiment Based Studies of the Vibration Control on Hovering)

小型ヘリコプタにおける吊り下げ物体の簡易振動制御に関する研究(ホバリング時の振動制御の実験的検討)

This paper describes a simple vibration suppression control method for a small-size helicopter with slung load system. The vibration suppression control for slung load is essential to improve stability of the flight because weight of a helicopter is relatively light. In past studies, the subject is analyzed by using the model which is a couple of rigid bodies containing a helicopter and a slung load, and controlled by state feedback combined with some sort of estimators. It requires accurate model and system parameters. However it is difficult for general users to build an appropriate model and to identify system parameters in terms of small-size helicopters. In this work we develop a simple control method which superposes vibration control of slung load on postural control of helicopter. By using delayed feedback, we can suppress the vibration without using state feedback in hovering situation. Furthermore, we will demonstrate a technique designing control parameters and verify the effectiveness by experiments.

日本機械学会論文集(C編)


Relationship Between In-Plane Stress and Modal Shape of Disk

円板の面内応力と振動モード形状に関する研究

In this paper, we analytically considered the effects of the in-plane stress of the disk on the changes of modal shape. The purpose of this study is to confirm whether the modal shape changes according to the in-plane stress. The results make it clear that the in-plane stress changes the modal shape and its curvature. The curvature of the modal shape is proportional to the reciprocal number of the bending stiffness. Thus, it is confirmed that the in-plane stress serves to change the bending stiffness distributions on the disk. Moreover, the natural frequencies of the disk are evaluated by two energy methods in which the variations of modal shapes are considered or not. The difference in the natural frequencies from two energy methods shows the effect of the changes in the modal shape of the disk due to the small difference in the results of the energy methods (maximum difference of strain energy: 7.1%). Finally, the two energy methods are compared to investigate the effects on the natural frequencies with hammering test. The experimental results show the traditional energy method is allowed to evaluate the natural frequencies practically.

日本機械学会論文集(C編)


Study on Countermeasure by Baffle Plate for Self-Sustained Tone Generated in Boiler Tube Banks with Cavity

キャビティを有するボイラ管群のバッフル板による空力自励音対策法に関する研究

The insertion of baffle plates in a duct is one of some countermeasures of the self-sustained tone generated from the duct with two tube banks. However the use of the baffle plate in the tube banks with cavity has unclear points in the baffle plate length and the insertion conditions. Then the aim of this study is to establish the best insertion condition of the baffle plate in the tube banks with the cavity. And the new idea has been verified by experiments that the suppression mechanism of the self-sustained tone is due to the decrease of the particle velocity and the Karman vortex. In the present experiments, the suppression effect of the baffle plate on the self-sustained tone has been examined. As a result, it was clarified that the insertion of the baffle plate only the tube bank is not effective for the suppression of the self-sustained tone in the case of plural banks with cavity. It was also clarified that the self-sustained tone disappeared when the baffle plate was inserted in and just down the tube bank where the fluctuation velocity was large.

日本機械学会論文集(C編)


A Study on the Transverse Vibration of the High Speed Rotating Circular Saw and the Countermeasure

高速回転する丸鋸の振動とその対策に関する研究

In this paper, we considered a new tensioning method by the centrifugal stress on the base metal of rotating circular saw. First, the residual stress distribution on the base metal generated by roll tensioning and the centrifugal stress distribution was compared by calculation using a disk model (Φ305mm). As the results, it was confirmed that the tangential stress ςϑR by centrifugal force at outer of disk became larger than the residual stress ςϑP by roll tensioning when the rotational speed is higher than 7300 rpm. This rotational speed is larger than 1.4 times of the critical speed (resonance rotational speed) of disk. And it is concerned that the unstable vibration may be generated. Therefore, we investigated the behavior of the unstable vibration and established the countermeasure by the rotating experiment. As the results of the rotating experiment, we considered that the unstable vibration is the self-excited vibration as the negative damping caused by the effects of the high-speed airflow around the rotating disk. According to this consideration, we investigated the relationship of the damping coefficient of disk and the behavior of the unstable vibration. As the result, it is confirmed that the rotational speed of the unstable vibration occurred becomes higher with the increase of the damping coefficient of disk. It is confirmed that it is possible to suppress the unstable vibration of disk and provide the tensioning effect by centrifugal force of disk.

日本機械学会論文集(C編)


Relationship Between In-plate Stress and Modal Shape of Disk


The Tensioning for a Tipped Saw Using the Temperature Distribution on Its Base Metal(Mechanical Systems)

台金の温度分布を利用した丸鋸の腰入れ

In this paper, we considered a new tensioning method by the temperature distribution on the base metal of tipped saw. First, the relationship of the temperature distribution on the base metal and the tensioning effect (i.e. transitions of natural frequency) was examined by calculation using a disk model. As the results, when the temperature Θ_c at inner circumference of the disk was higher than the temperature Θ_a at outer circumference, the natural frequency of the two or higher nodal diameters mode increased. And the increments of the natural frequencies were proportional to the temperature deference Θ_c-Θ_a. Furthermore, the tangential residual stress ς_ϑ at outer of disk had positive value denoted as tensile stress. These results coincided with the effects of the traditional tensioning method so called 'Roll Tensioning'. Then, the validity of the calculation results by experiment using disk was verified. The transition of the natural frequency by the experiments indicated similar tendency to the calculation results.

日本機械学会論文集(C編)


Drilling machinability of resin-less "green" composites reinforced by bamboo fiber

この論文では，穴あけ加工時における竹繊維グリーンコンポジットの被削性について述べる．グリーンコンポジット，竹および杉を鉄工用ドリル，木工用ドリルを使って穴あけ加工し，スラスト力，比切削抵抗，加工穴の性状，切りくず形状および工具摩耗によって被削性を検討した．レジンレス竹繊維強化グリーンコンポジットのスラスト力は，他の被削材に比べて大きく，切りくずは非常に長かった．鉄工用ドリルを用いて，切削速度15m/min，送り0.03mm/revで穴あけ加工を行うとレジンレス竹繊維強化グリーンコンポジットの加工穴に発生するバリやコバ崩れは小さかった．穴周りの欠陥を少なくするためには，グリーンコンポジットの単繊維を鋭い切れ刃で切削しなければならず，工具としてダイヤモンド電着工具の使用が考えられる．

WIT Transactions on the Built Environment


Identification of Modal Parameters for Inpulse Excitation by Using Subspace Algorithm

部分空間法を用いたインパルス加振によるモード特性同定に関する研究

In order to control vibrations of machinery, it is very important to grasp the dynamic characteristics of the systems. Modal analysis is widely used as a basic technology for machine design. The impulse excitation method is often used from handiness in the vibration test. However, the hammering test to identify modal parameters has some problems. For example, accurate excitation is difficult, and the result is influenced by the individual variation, etc. In this paper, we propose a procedure to overcome these problems, and to identify accurate modal parameters. The identification method based on the subspace method is proposed, and the modal parameters are identified and compared with those of conventional method.

Transactions of The Japan Society of Mechanical Engineers, Series C

日本機械学会論文集(C編)


A Study of Chatter Prediction in End Milling Process by Fuzzy Neural Network Model with Wavelet Packets

ウェーブレットパケットを用いたFNNによるエンドミル加工時のびびり振動発生判別に関する研究

エンドミル加工時のびびり振動の発生をウェーブレットパケットとファジィニューラルネットワークを用いて判別する．ウェーブレット変換に比べて，判別結果を損なうことなく，判別に利用するデータの選択に関して自由度が増した．


Chatter Prediction in End Milling by FNN Model with Pruning

FNN によるびびり振動発生の判別．FNNのサイズをプルーニングにより最適化．

FNN によるびびり振動発生の判別．FNNのサイズをプルーニングにより最適化．

JSME International Journal, Series C: Mechanical Systems,Machine Elements and Manufacturing


Active suspension design of one-wheel car models using an improved sliding mode control with the VSS observer

International Journal of Vehicle Autonomous Systems


A Study of Dynamic Mass Damper with Shape Memory Alloy --- Modelling for Hysteretic Damping

形状記憶合金を用いた動吸振器に関する研究 --- 履歴減衰のモデル化について

The shape-memory alloy and the super-elastic alloy have the attenuation characteristic by hysteresis and the temperature dependence characteristic of the rigidity. Use of the shape-memory alloy as the vibration control material is often thought by using these characteristics. In this research, the super-elastic alloy is used for a material of the dynamic vibration absorber. The hysteretic characteristic of super elastic alloy is described by the Preisach-type model. The Preisach operator was developed to model hysteresis in magnetism. The super-elastic alloy has the hysteresis characteristic and the temperature dependence characteristic of the rigidity. The vibration controlling effect is verified by the experiment and the simulation by controlling temperature.

日本機械学会論文集(C編)


An Approach to Creativity Education for Junior High School Students

中学生を対象とした創造教育の取組み

徳島市を中心に近郊の中学生を対象としたレゴマインドストームを使用した創造教育に関する事業を科学研究費の補助を受けて行った．本論文は，その取り組みのまとめと今後の課題についてまとめたものである．行事を行ったのが休日でもあり，参加した中学生は科学技術に興味を持っていることがわかった．内容の理解も迅速であり，将来工学系学科に進学して頂けることを期待する．継続が困難な点が問題点としてあげられた．事業の内容から休日に行う必要があること，予算の面から指導する人員については，ボランティアに頼らざるえないことである．これらについてまとめた論文である．

Journal of Japanese Society for Engineering Education


高速エンドミル加工時のびびり振動発生予測に関する研究 --- 切削条件と切削音を入力とするファジィニューラルネットワークモデル

CNCジグ研削盤を用いたエンドミル加工時の発生するびびり振動発生判別についてのエキスパートシステムをファジィニューラルネットワーク(FNN)を用いて構築する研究である．ここでは，切削条件に切削音をウェーブレット変換したものをFNNの入力として判別に利用する．ウェーブレット変換を用いることにより時間的な振動特性の変化が解析できるので，びびり振動の発生判別性能の向上と，オンラインで監視することが可能な場合には稼働時の状況の変化に応じてびびり振動の発生を予測することができる．

日本機械学会論文集(C編)


Active suspension system of a one-wheel car model using fuzzy reasoning and compensators

1/4乗用車モデルに対するファジィ推論によるアクティブサスペンション構築に関する実験的研究である．ここでは，制御器を構築する際に問題となっていた空気圧アクチュエータの動作遅れによる位相遅れ特性を改善するための補償器を導入する．補償器の導入により空気圧アクチュエータの時間遅れ等の制御対象の性能悪化要因を克服することにより，制御性能の改善が見られた．


Active suspension system of one-wheel car models using the sliding mode control with VSS observer

1/4乗用車モデルに対するスライディングモード制御によるアクティブサスペンション構築に関する研究である．ここでは，路面状態をオブザーバにより推定する手法を用いるものであるが，制御系の特性が非線形性を有することからVSSオブザーバを適用する．VSSオブザーバにより推定した路面による外乱を用いたスライディングモード制御器を構築して車両の乗り心地の改善を行う．路面状態の推定結果は，前報の最小次元オブザーバと比べて位相のずれも少なく振幅も十分推定されており良好な結果が得られた．


A Study on Chatter Prediction in High-Speed End Milling Process by Fuzzy Neural Network

CNCジグ研削盤を用いたエンドミル加工時の発生するびびり振動発生判別についてのエキスパートシステムをファジィニューラルネットワーク(FNN)を用いて構築する研究である．ここでは，主軸回転数，被削材の種類，切り込み，切削回数をファジィ化した後，FNNに入力することにより判別を行った． 主軸回転数，切り込み，被削材の材質等の条件を変えてびびり振動を発生させて実験を行いデータを取得した．本手法では，切削条件をファジィ変数とすることによりFNNの入力として用いる．ファジィ変数を用いることにより，通常のif-then型のシステムとは違い，実際には行っていない条件化での予測を可能にすることができる．


Active suspension of a half car model based on linear control with dynamic absorbers

1/2乗用車モデルに対するアクティブサスペンションに動吸振器を併用する研究である．アクティブサスペンションを導入すると一般的にはバネ下部の挙動が大きくなる傾向がある．乗り心地の観点からは当然の結果ではあるが，操縦安定性という点からは望ましくない傾向である．本研究では，車輪部(バネ下部)に動吸振器を併用することで車体部の乗り心地を損なうことなく車輪部の振動を抑制する．これにより，乗り心地と操縦安定性という相反する目的を同時に満足する制御が実現できる．


An Active Suspension System of One-wheel Car Models Using Fuzzy Reasoning

1車輪モデルに対するファジィ推論を用いたアクティブサスペンションに関する研究

This paper is concerned with the design of an active suspension system for one-wheel car models using fuzzy reasoning. The proposed active control for the suspension is derived as a linear combination of the defuzzificated values of the outputs in single input rule modules. The model is approximately described as a two-degrees nonlinear system subject to a random input. The experimental result shows that the proposed active suspension system more improves the vibration response of the vehicle body than a skyhook damper suspension system.

1/4乗用車モデルに対する単一入力ルール群(SIRMs)ファジィ推論によるアクティブサスペンション構築に関する研究である．従来のファジィ推論に比較して高速化を計りさらなる実用性の向上すめざすものである．本研究では，SIRMsファジィ推論の改良を行った．すなわち，動的重視度の導入により制御入力における重視度を変更してゆくことができるため，重視すべきサスペンション性能の重みの切替ができるためより効果的な制御器の構築ができる．

Transactions of The Japan Society of Mechanical Engineers, Series C

日本機械学会論文集(C編)


Construction of an active suspension system of a quarter car model using the concept of sliding mode control

1/4乗用車モデルに対するアクティブサスペンション構築に関する実験的研究である．ここでは，サスペンション部の非線形性を考慮するために非線形制御法の1つであるスライディングモード制御の適用を考慮する．スライディングモード制御は可変構造制御とも呼ばれる制御法で，構造が簡単でロバスト性にも優れている．従って，種々の非線形性や不規則な路面等の不明確な特性をもつ車両系モデルに対するアクティブサスペンションを実現するための手法についてシミュレーションおよび実験により確認した．


Prediction of chatter in high-speed milling by means of fuzzy neural networks

This paper develops a new method for predicting chatter vibration in high-speed end milling using a fuzzy neural network model.

CNCジグ研削盤を用いたエンドミル加工時の発生するびびり振動発生判別についてのエキスパートシステムの構築を目的とする研究である．ここでは，主軸回転数，被削材の種類，切り込み，切削回数をファジィ化した後ニューラルネットワークに入力することにより判別を行った． 主軸回転数，切り込み，被削材の材質等の条件を変えてびびり振動を発生させて実験を行いデータを取得した．本手法では，切削条件をファジィ変数とすることによりファジィニューラルネットワークの入力として用いる．ファジィ変数を用いることにより，通常のif-then型のシステムとは違い，実際には行っていない条件化での予測を可能にすることができる．

International Journal of Systems Science


Construction of an active suspension system of a quarter car model using fuzzy reasoning based on single input rule modules

1/4乗用車モデルのアクティブサスペンションの研究である．従来2入力型のファジィ制御器の研究を行ってきたが，ここでは，単一入力ルール群ファジィ推論による制御則を導入して，車体変位，速度，加速度，サスペンション変位，速度，加速度等多数の制御入力を考慮した際のファジィ推論の大幅な高速化を計り実際の応用する際の性能向上を試みる研究である．実験モデルにおいても，空気圧シリンダの動作遅れ以外の制御器内の計算時間を短縮して即応性を重視した制御器の構築を目的とする研究である．


An Active Suspension System of Quarter Car Models Using Sliding Mode Controller : Design of Controller Using Minimum-Order Observer --- 最小次元オブザーバを併用した制御装置の設計

1/4乗用車モデルに対するスライディングモード制御によるアクティブサスペンションに関する一研究 --- 最小次元オブザーバを併用した制御装置の設計

This paper is concerned with the design of an active suspension system of quarter car models using the theory of sliding mode control. The model is described by a nonlinear system with two degrees of freedom excited by an unknown input from road surface. In the previous report, the proposed control for the active suspension was constructed as a sum of LQ control and nonlinear switching control based on a reduced linear system with one degree of freedom, and the improved performance by the proposed method was experimentally shown in a small-scaled model. The present report proposes an active suspension system based on the original nonlinear system using a minimum-order observer for estimating the unknown input from a road profile. The experimental results indicate that the proposed method is much improved in the suspension performance.

空気圧シリンダを用いて製作した1/4乗用車モデルを用いたアクティブサスペンションに関する研究である．ここでは，最小次元オブザーバを併用したスライディングモード制御を適用した制御器を作成した．路面情報を未知とするよりもオブザーバにより推定を行い考慮することにより制御性能の向上が見込めるので，オブザーバを併用した制御器を作成した．実験結果より，路面の推定が十分可能であり制御性能も向上した．

日本機械学会論文集(C編)


Identification of Noise Source by Using Sound Intensity Measurement

音響インテンシティ計測法による複数音源の同定

This paper deals with the inverse analysis method for estimation of the locations of noise sources. The noise sources located in three dimensional field are considered in this study. The sound intensity measurement method which takes account of the intensity and the direction of sound is used to find noise sources. The proposed procedure is formulated as an optimum problem to minimize the square sum of the residuals between the measured reference and trial sound intensities. The trial sound intensities are calculated by using boundary element method. The genetic algorithm is employed in this optimization and the proposed lattice investigation is subsequently applied to reduce computational efforts. Numerical calculations are carried out to demonstrate the effectiveness of the procedure. Furthermore, the identification of sound source locations can be performed in experiment.

騒音対策において音源の特定は重要な問題である．なかでも複数音源の同定は困難は課題の1つである．本研究では，音響インテンシティ法と遺伝的アルゴリズム(GA)を用いた音源同定の手法について提案する．数値実験においては境界要素法を用いて，複数音源の音響インテンシティを計算してシミュレーション実験で本手法の有効性を確認した．工業技術センター内の無響室内で実験を行った．実験においても音響インテンシティ計測法により音の流れを測定し，GAの手法により複数音源の位置を同定することができた．その結果は，シミュレーションとほぼ同様な結果を得ることができ手法の有効性が確認できた．

日本機械学会論文集(C編)


A Study on Chatter Prediction in High-Speed End Milling Process by Fuzzy Neural Network

ファジィニューラルネットワークによる高速エンドミル加工時のびびり振動予測

The purpose of this paper is to introduce a new approach for predicting chatter in high-speed end milling by using a fuzzy neural network. First, a milling experimental setup is built and a set of the valuable experimental data are acquired under different tool wear states and carefully selected cutting parameters. Second, the experimental system is simplified into a fuzzy neural network model which is trained in the experimental data. Third, some simulation results are obtained on the basis of the trained model. Finally, the calculated results are compared with the experimental ones in order to check the effectiveness of the method described.

高速エンドミル加工時に発生するびびり振動の予測を行うためのファジィエキスパートシステムの構築を目的とする研究である．ジグ研削盤を例にとり，主軸回転数，切り込み，被削材の材質等の条件を変えてびびり振動を発生させて実験を行いデータを取得した．本手法では，切削条件をファジィ変数とすることによりファジィニューラルネットワークの入力として用いる．ファジィ変数を用いることにより，通常のif-then型のシステムとは違い，実際には行っていない条件化での予測を可能にすることができる．

日本機械学会論文集(C編)


1/4乗用車モデルに対するスライディングモード制御によるアクティブサスペンションに関する研究 --- 低次元モデルによる制御装置に設計

アクティブサスペンションに関する実験的研究である．ここでは，空気圧シリンダ，スライドガイド，非線形バネ，加振器等を用いて1/4乗用車モデルの製作を行う．実験モデルに対応させる低次元化モデルを作成することによる車両モデルの再現についての妥当性を確認する．ロバスト性および非線形制御対象に適用できる点から可変構造制御であるスライディングモード制御の適用を考える．提案したスライディングモード制御の性能が実験モデルの非線形特性に対して効果的なものとなっていることを確認した．

日本機械学会論文集(C編)


旋回クレーンのつり荷の非線形制御

旋回クレーンのつり荷の非線形制御

本研究では，非線形制御による旋回クレーンの吊り荷の振れ止めと位置決めの同時制御を行う．本手法では，制御対象の特性を多項式で区分線形化することによる非線形制御法の提案を行った．振れ止めを行う際に，線形制御には見られない操作量および操作パターンの違いが明かになった．特に，初期振れが大きい場合には，線形制御では説明できない運動をすることにより，効果的に初期振れを迅速に抑制することが数値計算によりわかったので，モデル実験で確認をすることにより，非線形制御法の効果が確かめられた．

Transactions of The Japan Society of Mechanical Engineers, Series C

日本機械学会論文集(C編)


ファジィ推論を用いた電気自動車の駆動力制御に関する研究(前後輪·左右輪の駆動力制御)

車両の駆動力制御に関する研究である．ここでは，電気自動車の特長を生かした2WS-4WDモード(2輪操舵-4輪駆動)での制御を行う．左右の駆動輪に加えるトラクションを制御することにより旋回運動中の安定性を向上させる研究である．実際に走行する車両の特性を表すモデルの構築は非常に困難なため，ファジィ推論による制御法を利用して制御器を構築して，車両走行時の安定性の向上をめざす研究である．

日本機械学会論文集(C編)


Active suspension of passenger cars using linear and fuzzy-logic controls

乗用車モデルのアクティブサスペンションの研究である．従来は2入力型のファジィ制御器の研究を行ってきた．しかし，サスペンション制御には入力となるパラメータが多数存在するため，高速かつ効果的な制御器の構築が望まれる．ここでは，変位および速度からファジィ推論により得た制御力のみではなく，加速度を考慮することが乗り心地の観点から重要となるので，加速度を線形フィードバックして得た制御力を前者と合成することにより，乗り心地に重要な影響を与える車体加速度の低減に重点をおくことを目的とした制御法の提案である．


旋回および起伏操作時のトラッククレーンの吊り荷のファジィ制御

旋回および起伏操作時のトラッククレーンの吊り荷のファジィ制御

本論文はトラッククレーンの旋回および起伏操作を行う際の吊り荷の位置決めと振れ止めを同時に行う．操作が複雑になるため制御入力が多数となるため，通常のファジィ推論の適用は困難であるため，推論過程を段階に分けて推論時間を短くする手法を多重ファジィ制御と呼び提案した．この制御器を用いて起伏および旋回の2方向の振れ止めと位置決めの制御を同時に満足させることが可能になった．

日本機械学会論文集(C編)


Active suspension with preview of large-sized buses using fuzzy reasoning

大型バスはホイルベースの長さおよびエンジン位置など小型乗用車と違う点が多数ある．ピッチ運動が乗り心地に大きく影響することから，上下運動に加えてピッチ運動を制御することが必要になる．ここでは，前後輪間の路面通過の時間差を利用した予見アクティブサスペンションの構築をファジィ推論を用いて行う．


Traction force control of an electric vehicle in 2WS-4WD mode using fuzzy reasoning

車両の駆動力制御に関する研究である．ここでは，電気自動車の特長を生かした2WS-4WDモード(2輪操舵-4輪駆動)での制御を行う．実際に走行する車両の特性を表すモデルの構築は非常に困難なため，ファジィ推論による制御法を利用して制御器を構築して，車両走行時の安定性の向上をめざす研究である．


Active suspension of motor coaches using skyhook damper and fuzzy logic control


A semi-active suspension with dynamic absorbers of ground vehicles using fuzzy reasoning


実際の車両に適用することを考慮すると小型車ではコスト等の観点からアクチュエータ等の大がかりな装置が必要なアクティブサスペンションの実現は困難である．従って，実用性の観点からファジィ推論による減衰力切替によるセミアクティブサスペンションを提案する．その際に悪化する性能をおぎなうために，パッシブ型の動吸振器を車輪部に取り付け併用することにより乗り心地の改善をめざした研究である．


Active Suspension of Motor Coarches Using Skyhook Damper and Fuzzy Logic Control

乗用車の乗り心地について，従来より提案されているアクティブサスペンション技術であるスカイフックダンパ制御と一連の研究で著者らが提案しているファジィ推論を用いたアクティブサスペンションによる制御について，乗り心地および安定性の観点からファジィ制御の優位性について述べたものである．


ファジィ推論を用いた乗用車に対する予見アクティブサスペンションに関する研究

ファジィ推論を用いた乗用車に対する予見アクティブサスペンションに関する研究

日本機械学会論文集(C編)


ファジィ推論を用いた乗用車に対する予見アクティブサスペンションに関する研究

ファジィ推論を用いた乗用車に対する予見アクティブサスペンションに関する研究

本研究は乗用車モデルに対するアクティブサスペンションによる乗り心地の改善を行ったものである．制御方法としてファジィ推論による手法を用い，実験理論の両面から検討したものである．実験では1車輪モデルを用いているため，その妥当性等の検討についても行った．ファジィ推論によりアクチュエータ特性等を包含することにより簡便な制御法で良好な結果が得られた．

日本機械学会論文集(C編)


Semi-active dynamic absorber using fuzzy theory for a beam subjected to a moving load

本論文は，慣性項を変化させる片持ちはり型セミアクティブ動吸振器を用いて橋梁·車両系の動的な振動をメンバシプ関数の改良を行ったファジィ推論を用いた制御器により振動制御を行った．ここでは，実験におけるセミアクティブ動吸振器について特性を変化させる際の反力の低減等の改良を行った．


ファジィ推論による小型乗用車のサスペンションに対するアクティブおよびセミアクティブ制御に関する研究

本論文は，アクティブおよセミアクティブサスペンションを小型乗用車に適用して乗り心地の改善を計ったものである．ここでは，両者の性能比較も行い，車両の応答のみではなく制御力についても考察した．


トラッククレーンの動特性のモデル化と制御に関する研究 --- 油圧系を考慮した旋回運動の振れ止め制御

本論文は，トラッククレーンの旋回運動時の初期振れがある場合に，位相平面の軌道を用いて初期振れを止める手法を提案した．フィードフォワード制御を加えたことによる操作特性の改善により振れ止めを行う．そこでは，実用性を重視して，制御量を与えるタイミングを考慮して最適な操作量で振れ止めを実現できる手法を手案して実機での実験を行った．

Transactions of The Japan Society of Mechanical Engineers, Series C

日本機械学会論文集(C編)


トラッククレーンの動特性のモデル化と制御に関する研究 --- 油圧系を考慮した旋回運動の速度制御

本論文は，トラッククレーンの旋回運動時の吊り荷の振れを止めるため，目標の速度パターンに追随する旋回モータの速度制御を行う．目標の速度パターンに追従させるために，油圧系の遅れ，不感帯等の考慮が必要になる．ここでは，操作量と実際の運動の追従性を改良するためにフィードフォワード制御を加えることにより特性の改善を行った．

日本機械学会論文集(C編)


ファジィ推論による大型バスに対するアクティブサスペンションに関する研究 --- ピッチモードを考慮したアクティブ制御の設計

本論文は，大型バスのピッチモードを考慮したアクティブサスペンションのファジィ制御器を設計したものである．大型バスは通常の小型乗用車とは違い，全長の長さ，エンジン位置などからピッチ運動が乗客の乗り心地に大きな影響を与える．従って，ピッチモードを考慮することが重要になってくるため，小型乗用車のファジィ制御器とは違う知識をもとに制御器を作成する必要がある．

日本機械学会論文集(C編)


トラッククレーンの動特性のモデル化と制御に関する研究 --- 油圧系を考慮した起伏運動の動特性のモデル化

本論文は，トラッククレーンの起伏運動の動特性を油圧系と構造系を結びつけたモデル化を行い制御を行う際の基本モデルを作成した．ここでは，前報で提案した旋回運動に関する油圧系の制御を拡張して，構造系に希望の操作をさせることにより，起伏運動についての吊り荷の位置決めと振れ止め制御を行った．

日本機械学会論文集(C編)


トラッククレーンの動特性のモデル化と制御に関する研究 --- 油圧系を考慮した旋回運動の動特性のモデル化

本論文は，トラッククレーンの旋回運動の動特性を油圧系と構造系を結びつけたモデル化を行い，吊り荷の振れを抑えるための基礎データを求めた．油圧系を含む場合，その特性が複雑であり希望の運動制御を行うためには，油圧系と構造系を連携した制御が必要不可欠である．ここでは，希望の運動制御を行うための油圧系の制御についての基礎研究を行った．

日本機械学会論文集(C編)


セミアクティブ動吸振器を用いた移動荷重を受けるはりのファジィ制御

セミアクティブ動吸振器を用いた移動荷重を受けるはりのファジィ制御

本論文は，慣性項を変化させる動吸振器を用いて梁·車両系の振動をファジィ推論を用いて制御し，梁の動的応答を抑制する手法を開発した．セミアクティブ動吸振器は，性能面ではアクティブ動吸振器に一歩譲るが，供給エネルギが少ないおよび故障した際の信頼性等，アクティブ動吸振器にない長所も多い．ここでは，動特性が変動する系に対するセミアクティブ動吸振器の適用に関するものである．すなわち，モメーント型の動吸振器の慣性項を梁·車両系の固有振動数に追随するようにセミアクティブ制御を行い梁の制振を行った．

日本機械学会論文集(C編)


部分構造合成法によるトラッククレーンの旋回運動時の振動解析

部分構造合成法によるトラッククレーンの旋回運動時の振動解析

本論文は，トラッククレーンの旋回運動中の動特性を部分構造合成法を適用して解析したものである．ここでは，ブームおよび吊り荷を部分構造とすることにより，各部材の特性が変化した場合にも動特性データを交換することによりクレーン全体の動特性が再計算することなく求めることができる．これにより，各部材の振動特性のデータベースを構築しておけば効率よくトラッククレーン全体の設計計算を行うことができる．

日本機械学会論文集(C編)


ファジィ計画法によるはりの最適設計に関する研究

ファジィ計画法によるはりの最適設計に関する研究

本論文は，ファジィ数理計画法により曖昧さを含む設計変数を用いて移動荷重を受ける梁の動的な最適形状を求めた．ファジィ数理計画法を用いることにより，設計変数のあいまいさを考慮して設計目的と制約条件の変動量および信頼性について深く考慮して設計することができるようになった．

日本機械学会論文集(C編)


トラッククレーンにおけるクレーン作業時の動特性に関する研究

トラッククレーンにおけるクレーン作業時の動特性に関する研究

本論文は，トラッククレーンの荷役作業中の振動特性をラグランジュの方程式を用いてモデル化しルンゲクッタ法を適用して動的応答を求める手法を提案した．第1著者(学生)は会社より派遣されており，実機により計算と同操作を行い，取得したデータとの比較を行い計算手法の妥当性を確認した．

日本機械学会論文集(C編)


ファジィ理論によるはりの動的最適設計に関する研究

ファジィ理論によるはりの動的最適設計に関する研究

本論文は，梁の動的最適設計にファジィ推論を利用する手法の提案である．動特性を考慮する最適設計の問題は計算時間が非常にかかることである．設計パラメータの変化の程度によっては，特性の再計算を行う必要性が少ないことも多い．そこでファジィ推論の柔軟性を生かして，動的応答を予測することにより応答計算に要する時間を減らすことにより最適設計計算の効率化を計った．

日本機械学会論文集(C編)


An optimum dynamic design for beam shapes subjected to a moving concentrated load

本論文は，移動荷重を受ける梁の動的応答を考慮した最適設計を行った．最適化の際に設計変数を変化させるパラメータを決定する必要がある．パラメータの決定により計算が発散することがしばしばある．ここでは，パラメータ変化のステップ幅を発散を防ぐように自動的に決定するアルゴリズムを提案した．

International Journal of Systems Science


離散および連続変数を用いたはりの最適設計

離散および連続変数を用いたはりの最適設計

動特性を考慮した最適設計問題は膨大な計算労力を必要とする．本論文では，設計変数を離散変数とおき動的計画法により梁の概形を決定した後，ペナルティ関数法により詳細な最適形状を求める手法を提案した．

Transactions of The Japan Society of Mechanical Engineers, Series C

日本機械学会論文集(C編)


ランダム加振による特性行列の同定に関する一研究

ランダム加振による特性行列の同定に関する一研究

本論文は，実験により構造物の振動特性を同定する研究である．通常は固有振動数，減衰比および固有モードを求める手法が主であるが，ここでは，直接同定法により振動実験から取得した振動データをもとにして，質量，減衰，剛性行列のパラメータを直接同定し振動特性を求める．

日本機械学会論文集(C編)


移動荷重を受けるはりの離散的最適設計

移動荷重を受けるはりの離散的最適設計

本論文は，動的計画法による離散的設計手法についての提案である．設計変数を離散的に変化する梁の厚みとした場合に，梁の動的応答を考慮して，分枝限定法により梁の最適形状を得るアルゴリズムを開発し数値計算を行った．

日本機械学会論文集(C編)


移動荷重を受ける構造物のモード合成法 --- 第3報，一様な粘弾性ばりに対する適用

本論文は，構造物が粘弾性を持つ場合に移動荷重を受けた際の動的応答を解析し実験から妥当性を確認しモード合成法の適用範囲を拡張したものである．粘弾性特性としてクリープ特性を持つため，応答の時間遅れ等の特性が現れる．

日本機械学会論文集(C編)


部分構造合成法による小型モータの振動解析 --- 第2報，一般粘性減衰系の複素モード合成法

本論文は，構造物の減衰が大きい場合には実験モード解析により抽出された複素モードを実数部のみを考えたのでは十分ではない．抽出した複素モードの特性と理論モデルによる部分構造を合成する手法を提案し，動力用の小型モータに適用した．

日本機械学会論文集(C編)


Random vibration of a nonlinear beams subjected to a moving load:a finite element method analysis

本論文は，移動荷重の走行面に不規則性を持つ非線形梁の振動解析を行い，縦および横変位の期待値および分散等を求めた．応答変位の確率特性を求めることにより，設計の際のパラメータの許容範囲について考慮できる．


移動荷重を受けるはりの動的最適設計

移動荷重を受けるはりの動的最適設計

本論文は，移動荷重を受ける梁の動的応答を考慮した最適形状を種々の境界条件のもとで求めた．動的応答を考慮するために，梁の変位および加速度等の評価規範を合成した目的関数を提案した．

日本機械学会論文集(C編)


移動荷重を受ける構造物のモード合成法 --- 第2報，変断面ばりを部分構造に分割する場合

本論文は，移動荷重を受ける構造物の部分構造合成法による研究である．複雑な構造物を複数の部分構造に分割することにより，より複雑な構造に対してモード合成法を適用可能にしたものである．

日本機械学会論文集(C編)


部分構造合成法による小型モータの振動解析 --- 第1報，掃除器用小型モータのモード合成法

本論文は，部分構造合成法のモード合成法を用いて，掃除起用モータの振動を計算モデルと実験データの両方を合成して解析した．ここでは，計算モデルでは実数モードを実験データでは複素モードを取り扱い，それらの合成により全体特性を求めた．

日本機械学会論文集(C編)


移動荷重を受ける構造物のモード合成法 --- 第1報，移動荷重を受ける一様断面ばり

本論文は，移動荷重を受ける構造物の振動解析に対してモード合成法を適用して計算時間の短縮化を計ったものである．実験モデルを作成して数値計算結果の妥当性の確認を行った．

日本機械学会論文集(C編)


Vibration analysis of a Non-linear beam subjected to moving loads using the gakerkin method

本論文は，移動荷重を受ける幾何学的非線形性をもつ梁の振動を，有限要素法に比較して計算速度·記憶容量の点で有利な重み付き残差法の一方法であるガラーキン法により解析した．


Vibration analysis of Non-linear beams subjected to a moving load using the finite element method

本論文は，移動荷重を受ける梁の非定常特性について考察した研究である．非線形特性には種々あるが，ここでは梁の幾何学的非線形性の影響を種々の視点から有限要素法により解析した．境界条件による非線形特性の影響が違う点など，幾何学亭非線形性による振動特性を明らかにした．


A finite element method prediction of the vibration of bridge subjected to a moving vehicle load

本論文は，インドブラマプトラ川に建設予定のコンクリート橋の振動応答を有限要素法により予測したものである．片持ち状の変断面ボックス構造部がメインの橋梁で，橋脚間に2つの変断面片持ち梁と1つの小スパンの一様形状梁からなる．重み付き残差法であるガラーキン法をもとにした定式化を行い数値積分法により移動荷重が走行する際の振動応答を計算した．


Time Domain Estimation of Excitation Forces for Mechanical Structures by Kalman Filter (Optimization for Weighted Coefficients)

カルマンフィルタによる機械構造物の時間領域加振力推定に関する研究 (重み係数の最適化)

日本機械学会D&D2020講演論文集

日本機械学会D&D2020講演論文集


Time domain estimation of excitation forces for mechanical structures by Kalman filter(weighted coefficients for stabilization of estimation)

カルマンフィルタによる機械構造物の時間領域加振力推定に関する研究(推定の安定化のための重み係数)

日本機械学会D&D2019講演論文集

日本機械学会D&D2019講演論文集


Estimation of a force to structures using singular value decomposition and regularization method(investigation of influence to estimation results by direct terms)

特異値分解と正則化法を用いた構造物に対する加振力の推定(推定結果に対する直達項の影響の検討)

日本機械学会D&D2019講演論文集

日本機械学会D&D2019講演論文集


Estimation of a Force to Structures using Singular Value Decomposition and Regularization Method (Investigation of Estimation Accuracy Related to Excited Locations)

特異値分解と正則化法を用いた構造物に対する加振力の推定(加振位置に関する推定精度の検討)

日本機械学会D&D2018講演論文集

日本機械学会D&D2018講演論文集


Modeling of Human Balance Control Considering Phase Characteristics at Low Frequencies

低周波数帯域における位相特性を考慮した立位バランス制御モデルの構築


Estimation of a force to structures using singular value decomposition and regularization method

特異値分解と正則化法を用いた構造物に対する加振力の推定


Time domain estimation of excitation forces for mechanical structures by Kalman filter (Application to model of 5 degrees of freedom system)

カルマンフィルタによる機械構造物の時間領域加振力推定に関する研究(5自由度モデルに対する適用)


Time domain estimation of impluse excitation forces by Kalman filter

カルマンフィルタによるインパルス加振力の時間領域推定に関する研究

日本機械学会2016年度年次大会講演論文集

日本機械学会2016年度年次大会講演論文集


Estimation of an impulse force to structures using singular vale decomposition and regulation method

特異値分解と正則化法を用いた構造物に対する インパルス加振力の推定

日本機械学会2016年度年次大会講演論文集

日本機械学会2016年度年次大会講演論文集


遅延を考慮した立位人体前額面の1 自由度力学モデリング

遅延を考慮した立位人体前額面の1 自由度力学モデリング

日本機械学会2016年度年次大会講演論文集

日本機械学会2016年度年次大会講演論文集


A study of estimation of normarized eigen mode by mass change method

質量変更法による正規化固有モードの推定手法に関する研究

D&D2016 日本機械学会機械力学・計測制御部門講演会論文集

D&D2016 日本機械学会機械力学・計測制御部門講演会論文集


Development of functional "green" composites reinforced by natural fibers

天然繊維で強化した機能性グリーンコンポジットの開発

本論文は，竹繊維強化グリーンコンポジットを試作しその機能性の一つである振動減衰能を制振特性評価装置を使用して評価した．その結果，一方向強化材，ランダム強化材ともに，繊維長が短くなると，損失係数は増加すること，連続繊維強化材と短繊維強化材と比較して，ワタ状繊維ならびに竹粉ランダム強化材ではより大きい損失係数が得られること，一方向強化材と比較して，ランダム強化材ではより大きい振動減衰能があること，竹繊維強化グリーンコンポジットの損失係数は，一方向強化材，ランダム強化材ともに繊維含有率の増加に伴って減少することを明らかにした．

Bulletin of Faculty of Engineering, The University of Tokushima


粘弾性層を有するサンドイッチ梁の実験モード解析

粘弾性層を有するサンドイッチ梁の実験モード解析


離散変数を持つ梁の最適設計に関する研究

離散変数を持つ梁の最適設計に関する研究


移動荷重を受ける梁の最適設計に関する研究

移動荷重を受ける梁の最適設計に関する研究


小型モータの振動解析に対するモード合成法 --- 第2報 換気用小型交流単相モータ


小型モータの振動解析に対するモード合成法 --- 第1報 動力用小型三相モータ

小型モータの振動解析に対するモード合成法 --- 第1報 動力用小型三相モータ


Vibration analysis of a bridge subjected to moving loads using the method of weighted residuals

Bulletin of Faculty of Engineering, The University of Tokushima