三つの柔軟な梁の結合構造は、宇宙機械腕など航空宇宙分野で広く応用されています。三本の柔軟に結合された圧電梁で構成される可動柔軟多体システムの能動振動制御を実現するために、本研究では適応型反歩模糊スライディングモードコントローラ（ABFSMC）を設計し、レーザー変位センサと線形レーザー視覚振動測定システムを用いて柔軟梁の振動を高精度に計測しました。本システムは、ばねで結合された二本の柔軟圧電梁と一本の独立した柔軟梁から構成されています。システムの動力学モデルを構築し、小波変換とFrost Ice最適化アルゴリズムを併用して状態空間方程式のパラメータを最適同定し、より実現に近い精密モデルを得ました。提案するABFSMCコントローラに基づき、定点励起と台形軌道励起の二つの励起方式で振動測定、制御シミュレーションおよび実験的研究を行いました。実験結果は、線形レーザー視覚振動測定システムが0.1 mm未満の測定誤差で高い測定精度を有することを示しました；定点励起条件下で、ABFSMCコントローラは約9秒で二重柔軟梁結合システムの振動を効果的に抑制でき、従来のPDコントローラは同様の効果に約15秒を要しました；台形軌道励起下の双梁システムおよび定点励起と台形軌道励起下の単一梁システムにおいても、ABFSMCコントローラはより速い振動抑制能力を示しました。研究結果は、提案するABFSMCコントローラが振動抑制性能において従来の大きな利得を持つPDコントローラを著しく上回り、特に小振幅振動の抑制効果で優れていることを示しています。

レーザー視覚;システム同定;能動振動制御;三柔軟梁システム;適応反歩模糊スライディングモード制御