論文の概要: Variable Aerodynamic Damping via Co-Contraction: A Dynamic Isomorphism with Variable Stiffness Actuators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.07292v1
- Date: Fri, 08 May 2026 06:02:34 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-11 19:43:38.839169
- Title: Variable Aerodynamic Damping via Co-Contraction: A Dynamic Isomorphism with Variable Stiffness Actuators
- Title（参考訳）: 共抽出による可変空力ダンピング:可変剛性アクチュエータを用いた動的等方性
- Authors: Antonio Franchi,
- Abstract要約: 冗長な二重回転アクチュエータにおける空力共振は、受動的でトリムで定義された空力機械の減衰を調整できることを実証する。
同じ繊維密度原理は、冗長なマルチローターのアクティブな空力的促進度測定も強化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.919116384604024
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We prove that aerodynamic co-contraction in a redundant dual-rotor actuator can tune a passive, trim-defined aero-mechanical damping while keeping the commanded net force constant. In particular, we define an incremental damping coefficient as the local sensitivity of net thrust to air-relative velocity at a trim and prove that it increases monotonically along constant-force fibers under a mild aerodynamic hardening condition. We then validate the required damping and hardening properties from a first-principles Blade Element Theory derivation, which yields a minimal thrust model affine in inflow and explicitly reveals the speed--inflow coupling driving the effect. The resulting mechanism is formalized as a Variable Aerodynamic Damping Actuator (VADA) and shown to be dynamically isomorphic to stiffness modulation in antagonistic variable-stiffness actuation (VSA), similar to the co-contraction of tendons by muscle co-activation. The same fiber-density principle also enhances the active aerodynamic promptness measure of redundant multirotors. Finally, an impedance-form representation clarifies the roles of common-mode and differential-mode actuation in the control of passive impedance and the equilibrium velocity of the VADA system.
- Abstract（参考訳）: 冗長な二重回転アクチュエータにおける空力共振は、指令ネット力を一定に保ちながら、受動的でトリムで定義された空力機械の減衰を調整できることを実証する。
特に、インクリメンタル減衰係数を、トリムの空気相対速度に対するネットスラストの局所感度として定義し、穏やかな空気力学的硬化条件下での定常力繊維に沿って単調に増加することを証明した。
次に, 第一原理ブレード要素理論から必要な減衰・硬化特性を検証し, インフローにおける最小推力モデルアフィンを導出し, その効果を駆動する速度-流入結合を明らかにする。
この機構は可変空力ダンピングアクチュエータ (VADA) として定式化され, 対角的可変剛性アクチュエータ (VSA) における剛性変調と動的に同型であることが示されている。
同じ繊維密度原理は、冗長なマルチローターのアクティブな空力的促進度測定も強化する。
最後に、インピーダンス形式表現は、受動インピーダンスの制御とVADA系の平衡速度における共通モードと微分モードの運動の役割を明らかにする。
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