JP2006194410A - 振動絶縁方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 基礎1上に支持される質量m1の構造体2上に、駆動力faを与えることができるようにしてある質量maの駆動マス5を設ける。基礎1が強制変位xbで振動され、駆動マス5を駆動力faにて駆動するときの構造体2の質量m1と駆動マス5の質量maに関する運動方程式をそれぞれたて(ステップ1:S1)、双方の運動方程式より、駆動マス5の運動方程式の共振項を除去し、更に駆動マス5の運動方程式における2つの慣性項の大きさに差異を生じさせる方程式を設定し(ステップ2:S2)、この方程式に、駆動マス5の運動方程式を一致させることができるような駆動力faを求めて(ステップ3:S3)、この駆動力faを、駆動マス5の質量maへ与えて(ステップ4:S4)、該駆動マス5を駆動する。
【選択図】図1
Description
(1)駆動マスの質量を、振動絶縁対象物の速度に基づいた単なる直接速度フィードバック制御による駆動を行う場合には不安定化の元凶となってしまう駆動マスの共振項を除去した制御を行うことができるようになるため、安定制御機能を持つようにすることができる。
(2)駆動マスの運動方程式における駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対運動に関する慣性項と、駆動マスの上記振動絶縁対象物との相互作用に対応する慣性項の2つの慣性項のバランスを、前者は小さく且つ後者は大きくさせるよう両者のバランスを崩すことができて、振動絶縁に有利な状態とすることができる。
(3)振動絶縁対象物に対して駆動マスを取り付けると共に、該駆動マスを上述の所要の駆動力により駆動するという手法としてあるため、スカイフックダンパとは異なり実装可能なものとすることができる。更には、理想想定のスカイフックダンパを設置した場合よりも更に良好な振動絶縁効果を得ることが可能になる。
g:以下に導く安定条件を満たす定数
αt:減衰を調整する定数
である。
本発明の振動絶縁装置として、図1(イ)に示したと同様の構成としてあるマスばねモデルを用いて、本発明の振動絶縁方法を適用することによる振動絶縁効果を、振動絶縁対象物である構造体2の加速度の周波数応答として検証した。各パラメータの設定された数値については結果と共に図2(イ)(ロ)中に記載してある。
図3は、比較のために、式(13)における安定化項を省略してDVFB項のみを作動させた場合において、図2(イ)(ロ)と同様に行った数値実験結果を示すものである。この場合、小さい制御ゲインで発振してしまい、不安定になることが明らかである。したがって、図2(イ)(ロ)に示した如き高制御ゲインGによる効果的な振動絶縁は、本発明の振動絶縁方法にて駆動マス5へ与える駆動力faの式(13)における安定化項による効果であることが分かる。
図4は、比較のために、図2(イ)(ロ)と同様の装置構成条件において、g=0として慣性アンバランス化をなくした場合の構造体2の加速度の周波数応答を示す物である。この場合、得られる振動絶縁効果は、図2(イ)(ロ)にて破線で示したスカイフックダンパが設置されたと想定した場合と同程度である。したがって、本発明の振動絶縁方法ではgを正値に選ぶことにより、振動絶縁効果が増強できることが判明した。
本発明に対する比較例Aとして、図6に示した如く、基礎1上に、質量m1の構造体2を、ばね定数k1、減衰定数c1を有するばね機構3を介在させて支持した構成において、更に、基礎1と構造体2との間に減衰cbを加えた場合における構造体2の加速度の周波数応答を求めた。各パラメータは結果と共に図7に示してある。
本発明に対する比較例Bとして、図8に示した如く、基礎1上に、質量m1の構造体2を、ばね定数k1、減衰定数c1を有するばね機構3を介在させて支持し、更に、上記構造体2の上空に固定点4を想定し、該固定点4と構造体2との間に、スカイフックダンパにより減衰cskyを介在させて設けてなる構成における構造体2の加速度の周波数応答を求めた。各パラメータは結果と共に図9に示してある。
2 構造体
3 ばね機構
4 固定点
5 駆動マス
6 ばね機構
7 アクチュエータ
Claims (2)
- 基礎上に支持される振動絶縁対象物に、駆動マスを備えて、基礎が強制変位で振動して、このとき上記駆動マスを所要の駆動力で駆動するときの振動絶縁対象物の質量と駆動マスの質量に関する運動方程式をそれぞれたて、双方の運動方程式より、駆動マスの運動方程式における共振項を除去し、更に駆動マスの運動方程式における2つの慣性項の大きさに差異を生じさせるような方程式を設定し、この方程式に駆動マスの運動方程式を一致させることができるような駆動力を上記駆動マスへ与えて、上記振動絶縁対象物を振動絶縁することを特徴とする振動絶縁方法。
- 基礎上に支持される振動絶縁対象物に、アクティブ制御用のアクチュエータにより所要の駆動力を付与できるようにしてある駆動マスを設け、且つ基礎が強制変位で振動して、このとき上記アクチュエータにより駆動マスを駆動するときの振動絶縁対象物と駆動マスの運動方程式をたてるようにし、双方の運動方程式より、駆動マスの運動方程式における共振項を除去して、駆動マスの運動方程式における2つの慣性項の大きさに差異を生じさせるような方程式を設定するようにし、この方程式に、駆動マスの運動方程式を一致させることができるようにするための駆動力を求めるようにし、この求められた駆動力を上記アクチュエータより駆動マスへ与えるようにした構成を有することを特徴とする振動絶縁装置。
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JPS591833A (ja) * | 1982-06-29 | 1984-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | 振動制御装置 |
JPH0711810A (ja) * | 1993-06-24 | 1995-01-13 | Takenaka Komuten Co Ltd | 能動型動吸振器の制御方法 |
JP2003206979A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-07-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 振動制御方法 |
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