栗田 裕

局所フィードバックをもつ2台の自励振動機械を同期させるために，振動速度の平均をとり強制加振信号としてフィードバックした（同期制御）。同期制御ゲインが小さいときは，局所制御は速度正帰還となり，それぞれの共振周波数で自励振動を発生する。同期制御ゲインが大きいときは，局所制御は速度負帰還として働くようになり，共振周波数付近の位相の急激な変化を抑える。この同期制御により，2台の位相差を小さく抑え，スムーズな搬送を実現した。（共著につき本人担当部分抽出不能）

分散形の振動搬送では，被搬送物の移動に伴い，個々の振動機械の共振周波数が大きく変化する。そこで，個々の振動機械を，速度正帰還によって発生する自励振動で駆動し，共振周波数の変化を自動的に追尾するようにした。また，速度フィードバックゲインを振幅に応じて変化させることで，同一のコントローラで自励発振とアクティブ制振を実現し，振動の発生と停止を速やかにした。さらに，被搬送物と振動機械の運動が垂直抗力と摩擦力によって相互に影響することを考慮して，数学モデルを作成した。（共著につき本人担当部分抽出不能）

質量行列を用いることなく，任意の自由度のモード変位間の相互関係を定量化する手法を開発した。この手法は，座標直交性のチェックに必要な計算負荷を削減する。また，モードベクトルが複素数であっても適用できる。この手法の有効性を検証するため，数値計算を行い，数値解析と実験におけるのモードベクトルの差異を検討した。（共著につき本人担当部分抽出不能）

被搬送物の質量が大きいときには，振動機械の共振周波数は指令電圧の大きさに依存し大きく変化する。変位フィードバックによって発生する自励振動を用いて振動機械を駆動することにより，共振周波数の変化を自動的に追尾していく効率のよい運転を実現した。また振幅一定制御により，振幅および搬送速度の最大値を従来の強制加振方式の２倍にすることができた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

不釣り合い振動が顕著に現れるオーバーハング形の回転機械に対して，軸受部を防振ゴムで弾性支持し，その軸受部を電磁力によりアクティブに制御するハイブリッド形の制振装置を提案した。制御方式として，軸受部の剛性を制御する方法，およびオーバーハング部の振動を検知し，離れた場所にある電磁石により，振動モードを考慮して制御する方法を検討した。（共著につき本人担当部分抽出不能）

不釣り合い振動が顕著に現れるオーバーハング形の回転機械に対して，軸受部を防振ゴムで弾性支持し，その軸受部を電磁力によりアクティブに制御するハイブリッド形の制振装置を提案した。制御方式として，軸受部の剛性を制御する方法，およびオーバーハング部の振動を検知し，離れた場所にある電磁石により，振動モードを考慮して制御する方法を検討した。（共著につき本人担当部分抽出不能）

電磁石を加振源とする振動機械を自励振動で駆動するための検討を行った。振動変位をフィードバック量に選ぶと，電磁石と機械振動系の位相遅れを合わせて，一巡伝達関数の位相遅れは固有振動数で180°となる。定常電流が流れていないときには，電磁石の零ゲイン現象のために，一巡伝達関数のゲインも零となり，自励振動は発生しない。電磁石の駆動部にダイオードを付け加えれば，この零ゲイン現象を回避できる。自励振動駆動により，消費電力を従来の半分以下に抑えることができた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

自励振動の振幅を一定に保つために，飽和特性を用いると高調波振動が発生する。これに対して，定常状態では常に安定限界ゲインとなるように，フィードバックゲインを変化させて振幅を調整すれば，高調波成分を含まない単一正弦波の自励振動となる。この正弦波自励振動で駆動すれば，共振点を自動追尾し省電力化が実現すると同時に，高調波成分がなくなり低騒音化も実現する。（共著につき本人担当部分抽出不能）

機械共振系をもつ振動機械を自励振動で駆動すれば，搬送量の変動やばね定数の変動によって共振周波数が変化しても，自動的に追尾させることができる。自励振動を発生させるためには，振動速度を正帰還するか，振動変位の偏差を位相遅れ制御する。自励振動の振幅を調整するためには，制御出力に飽和特性をもたせ，振幅に応じて飽和レベルを変化させた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

制御対象である構造系が設計可能なパラメータを含む場合に，アクティブ制御系の最適設計と，構造系のパラメータの最適化を同時に行う方法について検討した。評価関数としては，通常の状態変数と操作量の二次形式の和に，さらに構造系のパッシブ要素の効果を評価する二次形式の項を付け加えたものを考えた。この新しい評価関数を最小にする必要条件を求め，それに基づいた繰り返し数値計算アルゴリズムを提案した。（共著につき本人担当部分抽出不能）

この論文は日本機械学会論文集C編，58-556，pp.3531-3536．電磁石による変位センサレス制御（電流と磁束のフィードバックによる振動制御）の再録論文である。

荷台と積載物の自重を防振ゴムで支持し，振動分だけをボイスコイルモータで制御する車載用の防振台を開発した。制御力が垂直方向だけでなく水平方向にも働くように，鉛直軸に対して30°の傾きをもたせてボイスコイルモータを取り付けた。モータ可動部が共振する周波数よりも低い領域では，加速度センサの出力を積分し，高い領域では微分することで，絶対速度に比例した制振力を与えることができた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

無人搬送車の荷台の防振に防振ゴムがよく用いられる。路面から伝わる振動のうち，高い周波数のものは防振ゴムで遮断されるが，荷台－防振ゴム系の固有振動数に一致するものは共振現象を起こし，過大な振動が荷台上に生じる。この共振現象を抑えるために，電磁石，加速度センサ，渦電流式変位計などからなるアクティブ制振装置をパッシブ防振機構に付け加え，防振性能を向上させた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

荷台と積載物の自重を防振ゴムで支持し，振動分だけをボイスコイルモータで制御する車載用の防振台を開発した。制御力が垂直方向だけでなく水平方向にも働くように，鉛直軸に対して30°の傾きをもたせてボイスコイルモータを取り付けた。モータ可動部が共振する周波数よりも低い領域では，加速度センサの出力を積分し，高い領域では微分することで，絶対速度に比例した制振力を与えることができた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

変位計を用いなくても，電流と磁束をフィードバックすることで，振動を制御することができる。電磁石に流れる電流と磁極部に取り付けたホール素子によって検出した磁束密度とから，電磁石と振動体との間のギャップの変化を推定した。この推定した変位にPD操作を加えてコイル電圧にフィードバックすることで，変位計を用いたときと同じように正の復元力や振動減衰力を得ることができた。

製鉄設備の圧延ラインや表面処理ラインにおいて，走行中の帯板状鋼板の振動をレーザ変位計と電磁石を用いて非接触で制振した。鋼板の両側に配置した一対の電磁石の異なる磁極同士が対向するようにして，定常電流によって発生する磁束が鋼板内で飽和するのを防ぎ，鋼板の制振制御が効率よく行えるようにした。レーザ変位計で検出した鋼板の振動変位を，コントローラで比例・積分・微分などの信号処理することで，電磁石の負のばね特性を補償し減衰力を付加した。（共著につき本人担当部分抽出不能）

鳴き現象を解明するため，実際のクラッチ・ブレーキをモデル化した対向２円板を用いて実験および理論解析を行った。鳴き発生時には２円板上を振動が伝播する進行波あるいは後退波が発生している。また，表面に垂直力と摩擦力が作用する２円板の運動方程式から特性方程式を導き，鳴きやすさ，鳴きの周波数，鳴き振動モードを理論的に求めた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

摩擦式電磁クラッチ・ブレーキの鳴きの発生メカニズムを摩擦面から２円板系に流入するエネルギーを用いて検討した。その結果，鳴き振動の発生に直接関係するのは，摩擦モーメントの変動成分であることがわかった。また，２円板の板厚の大小に応じて，進行波モードあるいは後退波モードの微小振動が成長し，鳴き振動が発生する。さらに，接触部ばね特性の非線形成分が定常振幅に収束させる働きをすることがわかった。（共著につき本人担当部分抽出不能）

線接触している２円板の鳴きに関する従来の理論を、面と面とで接触している実際のクラッチ・ブレーキの鳴きに適用できるように拡張した。この理論に基づいて数値計算を行い，摩擦面のあたりや接触位置が鳴きに与える影響を検討した。その結果，ポールあたり，フェーシングあたり，全面あたりと状態の変化に応じて鳴きやすいモードが変わり，鳴きの周波数，音圧レベルが変化する実機の現象を，数値計算により示すことができた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

減衰の影響の少ない低い周波数の鳴きを，効果的に抑えることのできるスリットの影響を調べた。円板の４か所に等間隔にスリットを入れると，節直径が２本ある固有モードが２種類現れ，固有振動数に差が生じる。この差が大きくなると，２次モードの鳴きが発生しなくなる。また，この２種類の固有振動数を用いて鳴きやすさが算出できるように，鳴きの理論を修正し，スリットの影響を表せるようにした。（共著につき本人担当部分抽出不能）

鳴きに及ぼす減衰の影響を検討するため，複合板構造にして減衰を大きくした２円板を用いた実験を行った。その結果，２円板の減衰の大きさをある値以上にすると鳴きが発生しなくなることがわかった。また，高い周波数の鳴きほど減衰の影響を受けやすく，減衰を大きくすると高い周波数の鳴きに代わって低い周波数の鳴きが発生した。さらに，運動方程式に粘性減衰力の項を付け加えることにより，減衰の影響を定量的に表すことができた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

鳴き現象を解明するため，実際のクラッチ・ブレーキをモデル化した対向２円板を用いて実験および理論解析を行った。鳴き発生時には２円板上を振動が伝播する進行波あるいは後退波が発生している。また，表面に垂直力と摩擦力が作用する２円板の運動方程式から特性方程式を導き，鳴きやすさ，鳴きの周波数，鳴き振動モードを理論的に求めた。

金属材料の塑性変形における履歴効果を合理的に考慮するために，Valanisが提案した固有時間理論に基づいて，応力－ひずみ関係を形式化した。この関係式は，固有時間尺度をパラメータにもつ範関数の形で表される。直交３分枝直線ひずみ経路に沿う変形の実験結果に対して，この方法を適用したところ，高い精度の近似式が得られた。また，変形履歴には減衰性があり，先行する一定区間を考えるだけで十分なことが確かめられた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

金属材料の塑性変形における履歴効果を合理的に考慮するために，Valanisが提案した固有時間理論に基づいて，応力－ひずみ関係を形式化した。この関係式は，固有時間尺度をパラメータにもつ範関数の形で表される。直交３分枝直線ひずみ経路に沿う変形の実験結果に対して，この方法を適用したところ，高い精度の近似式が得られた。また，変形履歴には減衰性があり，先行する一定区間を考えるだけで十分なことが確かめられた。（共著につき本人担当部分抽出不能）

金属材料の塑性変形における履歴効果を合理的に考慮するために，Valanisが提案した固有時間理論に基づいて，応力－ひずみ関係を形式化した。この関係式は，固有時間尺度をパラメータにもつ範関数の形で表される。直交３分枝直線ひずみ経路に沿う変形の実験結果に対して，この方法を適用したところ，高い精度の近似式が得られた。また，変形履歴には減衰性があり，先行する一定区間を考えるだけで十分なことが確かめられた。（共著につき本人担当部分抽出不能）