基本情報

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平元 和彦

HIRAMOTO Kazuhiko


学系

自然科学系

系列

生産デザイン工学系列

職名

教授

出身大学 【 表示 / 非表示

  • 秋田大学  鉱山学部  機械工学科

    大学,1991年04月,卒業,日本国

出身大学院 【 表示 / 非表示

  • 秋田大学  鉱山学研究科  生産機械工学専攻

    修士課程,1994年04月,修了,日本国

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学),機械力学・制御,秋田大学,論文,2000年04月

学内職務経歴 【 表示 / 非表示

  • 新潟大学 工学部 機械システム工学科 生産システム,准教授,2010年04月 ~ 2015年03月

  • 新潟大学 自然科学研究科 材料生産システム専攻,准教授,2010年04月 ~ 2015年03月

  • 新潟大学 工学部 機械システム工学科 生産システム,教授,2015年04月 ~ 2017年03月

  • 新潟大学 自然科学研究科 材料生産システム専攻 機械科学,教授,2015年04月 ~ 継続中

  • 新潟大学 工学部 工学科,教授,2017年04月 ~ 継続中

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 秋田大学,准教授,2000年04月 ~ 2010年03月

  • ヒューストン大学,Visiting Resarch Professor(文部科学省在外研究員として),2003年10月 ~ 2004年07月

所属学会・委員会 【 表示 / 非表示

  • 日本機械学会,1997年04月 ~ 継続中,日本国

  • 計測自動制御学会,1997年04月 ~ 継続中,日本国

  • 日本建築学会,2007年04月 ~ 継続中,日本国

専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 知能機械学・機械システム

  • リハビリテーション科学・福祉工学

  • 制御・システム工学

  • 機械力学・制御

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • 振​動​系​や​ロ​ボ​ッ​ト​を​対​象​と​す​る​構​造​と​制​御​の​統​合​化​設​計​に​関​す​る​研​究,1995年04月 ~ 継続中

    構​造​と​制​御​の​統​合​化​設​計,機械力学・制御,未設定,(選択しない)

  • セ​ミ​ア​ク​テ​ィ​ブ​振​動​制​御​系​設​計​に​関​す​る​研​究,2005年04月 ~ 継続中

    セ​ミ​ア​ク​テ​ィ​ブ​振​動​制​御,機械力学・制御,構造工学・地震工学・維持管理工学,未設定,(選択しない)

  • 生​体​運​動​の​モ​デ​ル​化​や​解​析​に​関​す​る​研​究,2007年04月 ~ 継続中

    バイオメカニクス,リハビリテーション科学・福祉工学,知能機械学・機械システム,未設定,(選択しない)

  • モ​デ​ル​と​コ​ン​ト​ロ​ー​ラ​設​計​の​一​体​化​に​関​す​る​研​究,2008年04月 ~ 継続中

    システム同定,制御系設計,制御・システム工学,機械力学・制御,未設定,(選択しない)

論文 【 表示 / 非表示

  • Active/semi-active hybrid control for motion and vibration control of mechanical and structural systems,K. Hiramoto, K.M. Grigoriadis,Journal of Vibration and Control, Accepted for publication,2015年08月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著,機械力学・制御

  • Control system design of mechanical systems with time varying mechanical and control parameters,K. Hiramoto,Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing,Vol.8,No.3,2014年09月,英語

    研究論文(学術雑誌),単著,機械力学・制御

  • Cooperative control method of active and semi-active control: New framework for vibration control,K. Hiramoto,Mathematical Problems in Engineering ,Vol.2014,No.518276,2014年05月,英語

    研究論文(学術雑誌),単著,機械力学・制御

  • Seismic response control using electromagnetic inertial mass dampers,Y. Nakamura, A. Fukukita, K. Tamura, I. Yamazaki, T. Matsuoka, K. Hiramoto, K. Sunakoda,Earthquake Engineering & Structural Dynamics,Vol.43,No.4, pp.507-527,2014年04月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著,構造工学・地震工学・維持管理工学,機械力学・制御

  • Simultaneous optimal design of the structural model for the semi-active control design and the model-based semi-active control,K. Hiramoto, T. Matsuoka, K. Sunakoda,Structural Control and Health Monitoring,Vol.21,No.4, pp.521-541,2014年04月,英語

    研究論文(学術雑誌),共著,機械力学・制御

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著書 【 表示 / 非表示

  • わかりやすい振動工学,砂子田勝昭, 伊藤智博, 鄭 萬溶, 平元和彦,共立出版,2012年02月,日本語

    教科書,共著,機械力学・制御

  • ``Semi-Active Control of Civil Structures Based on the Prediction of the Structural Response: Integrated Design Approach'' in Vibration Analysis and Control - New Trends and Developments, F. Beltran-Carbajal ed., ,K. Hiramoto, T. Matsuoka, K. Sunakoda,Intech,2011年09月,英語

    単行本(学術書),pp. 151-172,共訳,機械力学・制御,構造工学・地震工学・維持管理工学

  • は​じ​め​て​の​制​御​工​学,佐藤和也,平元和彦,平田研二,講談社,2010年10月,日本語

    教科書,pp. 46-139,共著,制御・システム工学

  • ``Integrated Design of Large-Scale Collocated Structural System and Control Parameters Using a Norm Upper Bound Approach'', in Efficient Modeling and Control of Large-Scale Systems,M.​ ​Mi​s​a​m​i​-​A​z​a​d​,​ ​J.​ ​M​o​h​a​m​m​a​d​p​o​u​r​ ​V​e​l​n​i​,​ ​K.​ ​H​i​r​a​m​o​t​o,​ ​K.​M​.​ ​G​r​i​g​o​r​i​a​d​i​s,Springer,2009年09月,英語

    単行本(学術書),pp. 305-328,共著,機械力学・制御,制御・システム工学

工業所有権 【 表示 / 非表示

  • 特許,PID制御装置及びそのPID制御要素を決定する方法,長縄明大, 平元和彦, 森英季, 渋谷 嗣

    出願番号( 特願2006-006309,2006年01月13日 ) 登録番号( 特許第475939号,2011年06月10日 ) ,日本国

その他研究活動 【 表示 / 非表示

  • 「システム制御工学シリーズ17 システム動力学と振動制御」(野波健蔵 著),計測と制御,Vol. 50, No. 3 (2011).,2011年03月

    書評

  • MATLAB/Simulinkによるわかりやすい制御工学(井上和夫 監修,川田昌克,西岡勝博 著),計測と制御,Vol. 41, No. 3 (2002).,2002年03月

    書評

学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • 2013年度計測自動制御学会賞 著述賞「はじめての制御工学」,2013年09月16日,日本国,国内学会・会議・シンポジウム等の賞,計測自動制御学会,佐藤和也, 平元和彦, 平田研二,制御・システム工学

  • 日本機械学会東北支部技術研究賞「回旋動作機構による新しい両下肢障害者用スキーの開発」,2002年03月,日本国,国内学会・会議・シンポジウム等の賞,日本機械学会,土岐 仁(秋田大学),平元和彦,田中雅徳,寺尾 專(サノヤス・ヒシノ明昌),小貫陽一(秋田内燃機製作所),リハビリテーション科学・福祉工学

科研費(文科省・学振)獲得実績 【 表示 / 非表示

  • 基盤研究(C),2012年04月 ~ 2015年03月,係数励振によるセミアクティブダンパの時間遅れ改善

    指令信号に対する可変減衰係数の応答遅れを有するセミアクティブ制御装置について,係数励振の手法を用いて遅れの短縮を図る.

  • 基盤研究(C),2011年04月 ~ 2014年03月,制御性能最適化を指向したセミアクティブ制御における低次元モデルと制御則の決定法

    本研究の目的は,構造物のセミアクティブ振動制御系設計問題に対し,制御系の振動抑制性能を最適化することを
    目的に構造系の低次元(小自由度)モデルとセミアクティブ制御則を同時に導出するための理論を確立し,その有用
    性を理論的および実験的に検証することである.通常,実制御対象との開ループモデル応答誤差指標の最小化に
    よって得られる低次元モデルを,設計される制御系の性能が高くなることを指標として求め,さらに制御則そのものも同
    時に求めることによって,従来のセミアクティブ制御よりも高い制御性能が達成することを目的とする.
     種々の振動制御手法の中で,セミアクティブ制御は,制御性能の高さ,エネルギー消費の少なさや可変減衰を実現
    する制御デバイスの開発に伴い,その実用化に向けた研究が進められている.セミアクティブ制御系の設計において
    は,アクティブ制御と同様,制御対象である構造系の数学モデルが必要である.一般に構造系のふるまいを完全に再
    現するようなモデルを得ることは不可能である.そのため,従来は,実対象と低次元モデルの間の開ループ応答誤差
    指標(例:誤差の二乗積分)を最小化するように求められることが多かったが,最終的に得られる制御系の性能の最適
    化を目的として考えた場合,このようにして得られた低次元モデルが必ずしも合目的であるとは限らない.
     そこで,本研究では,設置されたセンサで検出された外乱や(部分的な)構造応答データから,何らかのセミアクティ
    ブ制御則を前提に,構造系の低次元モデルとそのモデルに対して設計されるセミアクティブ制御則の両者を,最終的
    に得られるセミアクティブ制御系の性能が最適化されるように求め,より一層の制御性能改善を実現することを目的と
    する

  • 基盤研究(C),2011年04月 ~ 2014年03月,高齢者の転倒防止を目的とした座位バランス能力評価・訓練装置の開発

    我が国における高齢者の転倒発生率は,年間約10~40%であり,そのうちの約5~10%が骨折に至っている.骨折の中で特に長期的な治癒を要する大腿部頸部骨折は,安静臥床中に体力低下を来し,寝たきりや要介護状態になる危険性が高い.また,転倒により骨折を免れた高齢者においても,転倒に対する恐怖感と自信喪失から,日常生活が消極的になり,身体機能の低下や寝たきりを引き起こす場合がある(転倒後症候群).これら転倒・骨折に起因する高齢者の寝たきりは,全寝たきり者の約12%を占め,年間約7,300 億円もの医療・介護費が必要なことから,高齢者の転倒予防と介護予防は,我が国における急務の課題として位置付けられている.
    そこで本研究では,座位という安全面でのメリットを確保しながら,体幹機能をより強調したバランス能力の評価および訓練を可能にするため,座面に任意の外乱刺激を加えられる動的座位バランス評価・訓練装置を開発する.そして,動的条件下での重心動揺検査に加え,生体力学的な解析を実施することで,高齢者と若年者の動的座位バランス能力の特徴やその違いを定量的に評価する.さらに,座位バランス能力と易転倒性との関係を解明することで,歩行機能に対する本装置の訓練効果を明らかにする.

  • 基盤研究(C),2008年04月 ~ 2011年03月,LMIに基づくシステム同定手法とその応用に関する研究

    LMI(線形行列不等式)に基づくシステム同定法について,その振動制御デバイスのモデル化や制御系設計に関する応用について主に研究を行った.本手法を,セミアクティブ振動制御に用いる振動制御デバイスのモデル化・セミアクティブ制御系の設計,また,構造設計変数とコントローラの同時決定問題への利用を検討した.振動制御デバイスの開発については,受動・準能動の双方に適応可能な電磁抵抗型制振装置を開発し,その効果をシミュレーションんおよび実験によって検証した論文を1編発表した.また,セミアクティブ制御デバイスの動特性モデルを考慮した予測型セミアクティブ制御則を開発し,シミュレーションによってその有効性を示す論文を1編発表した.さらに,関連する課題として,振動制御デバイスの動特性モデルを考慮したセミアクティブ制御系と,建築構造の構造剛性の分布同時設計問題を定式化し,遺伝的アルゴリズムを用いて最適設計を行った.結果は国内講演会で発表した.さらに,時変構造設計変数とゲインスケジューリングコントローラの同時決定法について,主に理論的検討を行い,従来の固時不変型の制御系より高い性能が得られることを示し,国際会議で発表した.さらに,センサ・アクチュエータコロケーションの成立した対称システムに対する速度フィードバック制御系と,減衰要素およびセンサ・アクチュエータ配置の同時決定問題について検討し,国際会議で発表した.

  • 基盤研究(C),2007年04月 ~ 2009年03月,受動・準能動の双方に適応可能なダンパを備えた制振システムの研究

    地震時に建物の揺れを抑制させる目的で, ボールねじと発電機を用いた振動抑制装置を開発し, その動的特性および地震時の制振性能を実験と解析により実証した. 主な成果は, (1)受動・準能動の双方に利用可能な回転慣性質量をもつ30kN用の電磁抵抗型制振装置を開発, (2)ボールねじおよび歯車を用いることによって慣性トルクが拡大されるため大きな慣性効果を得られ, (3)全高9m, 全重量18tの三層構造物に本装置を取付けて地震波加振実験を行い, 本装置の受動・準能動における制振効果とその実用性を確かめたことである.

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寄附金・講座・研究部門 【 表示 / 非表示

  • MRダンパの制御系設計に関する研究助成,三和テッキ株式会社,2013年09月

  • MRダンパの制御系設計に関する研究助成,三和テッキ株式会社,2012年09月

研究発表 【 表示 / 非表示

  • Dynamics and Design Conference 2012,平元和彦, 外山遼太, 松岡太一, 砂子田勝昭,国内会議,2012年09月,セミアクティブ制御におけるモデルと目標制御則の最適化,口頭(一般)

  • ABML2011,冨樫龍飛, 平元和彦, 巖見武祐, 松永俊樹, 島田洋一,国内会議,2011年11月,生体座位バランス機構の同定と解析,口頭(一般)

  • Dynamics and Design Conference 2011,平元和彦, 松岡太一, 砂子田勝昭,国内会議,2011年09月,制御性能向上のための低次構造モデルとセミアクティブ制御則の同時設計,口頭(一般)

  • 第11回計測自動制御学会制御部門大会,平元和彦,国際会議,2011年03月,モデルとコントローラの繰り返し設計問題に関する一考察,口頭(一般)

  • Dynamics and Design Conference 2009,松岡太一, 砂子田勝昭, 平元和彦, 福喜多輝, 山崎一生,国内会議,2009年08月,建築構造物を対象とした構造系とセミアクティブ制御系の統合化設計,口頭(一般)

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 2018年度,ロボット工学,2018年06月 ~ 2018年08月,専任

  • 2018年度,機械力学I,2018年06月 ~ 2018年08月,専任

  • 2018年度,機械工学演習,2018年06月 ~ 2018年08月,専任

  • 2018年度,機械工学実験I,2018年04月 ~ 2018年08月,専任

  • 2018年度,工業力学,2018年04月 ~ 2018年06月,専任

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