An integrated active-passive control for structural and electrical coupled systems is presented to achieve an effective vibration attenuation of vibrating structures. The transition of relative phase between displacement and voltage is focused on. The cooperative combined system is composed of both tuned electrical resonance and bang-bang active methods. Switching logics are devised for the integrated control based on the interactive relations between mechanical and electrical vibrations.

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... rmore, this paper presents quite an interesting phenomenon, i.e., the relative phase-transition of electrical resonance in transient response, which cannot be found in steady-state condition. This phase-transition has been ignored in spite of an essential factor for integrated systems. Experiments on a 10-bay truss structure demonstrate that the integrated active-passive control enhances vibration attenuation of conventional bang-bang active systems 1. 緒 言 振動抑制を目的に,圧電材料と電気装置を組み合わせた研究は数多く行われている (1,2) .圧電材料は圧電効果と 逆圧電効果を有する.この両方の効果を利用することにより,圧電材料を通した 2 つの構造間の機械的エネルギ と電気的エネルギを交互に変換することが可能となる.そのため,圧電材料は,アクチュエータ (3-5) ,センサ (6,7) , トランスデューサ (8,9) として幅広く用いられている.圧電材料を用いた単純な振動制御手法の一つは,能動バン バン制御手法である.その制御入力は極性の変化を行う一つの値のみであるため,複数のトランスデューサが一 つの定電圧源を共有でき,ハードウェア構成を単純化させる.もう一つの単純な制御手法は,インダクタと抵抗 と圧電素子から構成される共振回路を用いる (10,11) .この誘導性回路は,動吸振器ダンパの機械的共振と同様に働 く電気的共振を有する.この振動抑制手法を一般に電気的受動共振手法と呼ぶ.宇宙構造物や海上プラットフォ ームのようなエネルギ源が制限される隔離された構造物において,システム構成を簡素化しエネルギ消費を最小 化することは不可欠である.その点において,能動バンバン手法および受動共振手法を応用する可能性が考えら れる. 振動抑制の性能向上を目的として複数の機構を組み合わせた手法は,これまでにも提案されている.能動的・ 受動的ハイブリッド圧電ネットワーク(APPN) (12-14) では, 圧電材料と能動電源および受動分流回路を一体化させて いる.これらのネットワークは,連続的な可変電気要素(可変電圧源,可変電荷源,可変抵抗)を用いて構成さ