JP2015175405A - Active type vibration control device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active type vibration control device capable of attaining further higher vibration control effect as compared with that of the prior art.SOLUTION: A control device 40 of an active type vibration control device includes a first control section 50 for controlling an actuator 20 on the basis of a first output signal. The first control section 50 comprises: a memory section 51 for storing a plurality of the first output signal to the actuator 20, which is preset in accordance with a vibration level at the initial period of vibration; a determination section 52 for determining the vibration level at the initial period of vibration on the basis of the detected values of sensors 31 to 35; and a first signal output section 53 for outputting the first output signal corresponding to the vibration level at the initial period of vibration determined by the determination section 52.

Description

本発明は、床材などの面材の面外振動を抑制する能動型制振装置に関するものである。   The present invention relates to an active vibration damping device that suppresses out-of-plane vibration of a face material such as a flooring material.

この種の能動型制振装置は、例えば、特許文献1,2に記載されている。特許文献1に記載の装置は、床振動を検知するセンサの信号を基づいて床振動の振動波形を算出し、その振動波形を相殺する逆位相の波形振動の指令を振動発生器に供給する。特許文献2に記載の装置は、センサの検知信号に応じて、主制御対象物で発生した振動を周波数が同じでかつ位相が逆である所定の逆位相振動をアクチュエータに発生させる。   This type of active vibration damping device is described in Patent Documents 1 and 2, for example. The device described in Patent Document 1 calculates a floor vibration vibration waveform based on a sensor signal for detecting floor vibration, and supplies an antiphase waveform vibration command to the vibration generator to cancel the vibration waveform. The device described in Patent Document 2 causes the actuator to generate a predetermined antiphase vibration having the same frequency and the opposite phase of the vibration generated in the main control object in accordance with the detection signal of the sensor.

特許文献3には、フィードバックする信号を制振対象の振動のモーダル応答とし、そのモーダル応答を求めるための制振対象モード数と同一数の振動センサを制振対象に設置し、そのセンサ出力として得られる信号をモーダル応答に分解することが記載されている。特許文献4にも同様の記載がある。   In Patent Document 3, a signal to be fed back is set as a modal response of the vibration to be controlled, and the same number of vibration sensors as the number of modes to be controlled for obtaining the modal response are installed in the control target. Decomposing the resulting signal into modal responses is described. Patent Document 4 has a similar description.

特開平7−3933号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-3933 特開2009−114821号公報JP 2009-114821 A 実用新案登録第2531481号公報Utility Model Registration No. 2531481 特開平3−282032号公報JP-A-3-282032

本発明は、従来に比べてさらに高い制振効果を得ることができる能動型制振装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an active vibration damping device that can obtain a higher vibration damping effect than the conventional one.

本手段に係る能動型制振装置は、面材の面外振動を抑制する能動型制振装置であって、前記面材に配置され前記面外振動を検出する少なくとも1つのセンサと、前記面材に配置され前記面材に振動を付与するアクチュエータと、前記センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する制御装置とを備える。   An active vibration damping device according to the present means is an active vibration damping device that suppresses out-of-plane vibration of a face material, and is disposed on the face material and detects at least one of the out-of-plane vibrations and the surface. An actuator disposed on a material and applying vibration to the face material; and a control device that controls the actuator based on a detection value of the sensor.

前記制御装置は、第一出力信号に基づいて前記アクチュエータを制御する第一制御部を備える。前記第一制御部は、振動初期の振動レベルに応じて予め設定された前記アクチュエータへの複数の第一出力信号を記憶する記憶部と、前記センサの検出値に基づいて前記振動初期の振動レベルを判定する判定部と、前記判定部により判定された前記振動初期の振動レベルに応じた前記第一出力信号をアクチュエータに出力する第一信号出力部とを備える。   The control device includes a first control unit that controls the actuator based on a first output signal. The first control unit stores a plurality of first output signals to the actuator set in advance according to a vibration level at an initial stage of vibration, and a vibration level at the initial stage of vibration based on a detection value of the sensor. And a first signal output unit that outputs the first output signal corresponding to the vibration level at the initial stage of the vibration determined by the determination unit to the actuator.

制御装置の第一制御部は、面材に面外振動が発生した場合に、振動初期の振動レベルに応じてアクチュエータを制御する。ここで、第一出力信号は、振動初期の振動レベルに応じて予め設定される。つまり、第一制御部は、振動初期の振動レベルに応じたフィードフォワード制御を行う。第一制御部がフィードフォワード制御を行うことにより、高速な制振効果が得られる。さらに、振動初期の振動レベルに応じて、異なる第一出力信号がアクチュエータに出力される。従って、振動初期の振動レベルに適した制振効果が得られる。このように、振動開始直後の最大波付近における制振効果を確実に発揮することにより、結果として、面材の高い制振効果が得られる。ここで、振動レベルとは、振動の加速度、速度、変位の何れかである。   The first control unit of the control device controls the actuator according to the vibration level at the initial stage of vibration when out-of-plane vibration occurs in the face material. Here, the first output signal is preset according to the vibration level at the initial stage of vibration. That is, the first control unit performs feedforward control according to the vibration level at the initial stage of vibration. A high-speed vibration control effect is obtained by the feedforward control performed by the first control unit. Further, a different first output signal is output to the actuator according to the vibration level at the initial stage of vibration. Therefore, a damping effect suitable for the vibration level at the initial stage of vibration can be obtained. As described above, by reliably exhibiting the damping effect near the maximum wave immediately after the start of vibration, a high damping effect of the face material can be obtained as a result. Here, the vibration level is any one of vibration acceleration, speed, and displacement.

<実施態様>
上記手段に係る能動型制振装置の好適な実施態様について以下に説明する。すなわち、上記手段に係る能動型制振装置は、以下の好適な態様に限定されるものではない。
<Embodiment>
A preferred embodiment of the active vibration damping device according to the above means will be described below. That is, the active vibration damping device according to the above means is not limited to the following preferred modes.

前記面材に前記面外振動が付与された場合において、所定周波数の振動レベルは、第一波から第二波以降の最大波に至るまで増大し、前記最大波以降に減少し、前記振動初期は、前記所定周波数の前記第一波の発生時から前記最大波のピーク時より前までの間であるとしてもよい。   When the out-of-plane vibration is applied to the face material, the vibration level of a predetermined frequency increases from the first wave to the maximum wave after the second wave, decreases after the maximum wave, and the initial vibration May be from the time of generation of the first wave of the predetermined frequency to before the peak of the maximum wave.

つまり、第一制御部は、第一波の発生時から最大波のピーク時より前までの間における振動レベルを検出し、当該振動レベルに応じた第一出力信号をアクチュエータに出力する。第一制御部が最大波のピーク時よりも前における振動レベルを用いたフィードフォワード制御を行うことにより、最大波のピーク値の低減が可能となる。   That is, the first control unit detects a vibration level between the time when the first wave is generated and before the peak time of the maximum wave, and outputs a first output signal corresponding to the vibration level to the actuator. The peak value of the maximum wave can be reduced by the feedforward control using the vibration level before the peak of the maximum wave by the first control unit.

また、前記第一信号出力部は、前記最大波のピーク時より前に前記第一出力信号を前記アクチュエータに出力するようにしてもよい。つまり、アクチュエータの加振は、最大波のピーク時より前に開始される。従って、最大波のピーク値が確実に低減する。   The first signal output unit may output the first output signal to the actuator before the peak time of the maximum wave. That is, the excitation of the actuator is started before the peak of the maximum wave. Therefore, the peak value of the maximum wave is reliably reduced.

また、前記第一信号出力部は、前記最大波から前記第一出力信号を前記アクチュエータに出力開始し、所定時間後に前記第一出力信号の出力を停止するようにしてもよい。フィードフォワード制御である第一制御部による制振効果は、振動モードが安定する前までにおいて効果的に作用する。従って、第一信号出力部が第一出力信号の出力を所定時間後に停止するとしても、十分な制振効果が発揮される。また、長期においてフィードフォワード制御を行うことによる悪影響を受けることがない。   The first signal output unit may start outputting the first output signal to the actuator from the maximum wave, and stop outputting the first output signal after a predetermined time. The vibration suppression effect by the first control unit, which is feedforward control, acts effectively before the vibration mode is stabilized. Therefore, even if the first signal output unit stops outputting the first output signal after a predetermined time, a sufficient vibration damping effect is exhibited. Further, there is no adverse effect due to the feedforward control over a long period.

また、前記記憶部に記憶される各々の前記第一出力信号は、前記面材に異なる大きさの振動を付与した場合の前記センサの各々の検出値に基づいて推定された所定位置における各々の振動を減少させる振動に対応するようにしてもよい。つまり、各々の第一出力信号は、予め面材に異なる大きさの振動が付与された時に生じるセンサの各々の検出値に基づいて得られる。さらに、各々の検出値に基づいて所定位置における各々の振動が推定され、推定された振動を減少させる振動に対応するように第一出力信号が得られる。このようにして得られた第一出力信号を用いることにより、確実に面材の振動の低減が可能となる。   In addition, each of the first output signals stored in the storage unit is each at a predetermined position estimated based on a detection value of each of the sensors when vibrations having different magnitudes are applied to the face material. You may make it respond | correspond to the vibration which reduces a vibration. That is, each first output signal is obtained based on the detection value of each sensor generated when vibrations of different magnitudes are previously applied to the face material. Further, each vibration at a predetermined position is estimated based on each detected value, and a first output signal is obtained so as to correspond to the vibration that reduces the estimated vibration. By using the first output signal thus obtained, the vibration of the face material can be surely reduced.

また、前記能動型制振装置は、複数のセンサを備え、前記記憶部は、前記センサ毎に複数の第一出力信号を記憶し、前記判定部は、前記複数のセンサの検出値に基づいて、所定閾値を最初に超えた前記センサを判定し、且つ、当該センサの前記振動初期の振動レベルを判定し、前記第一信号出力部は、前記判定部により判定された前記センサ及び当該センサの前記振動初期の振動レベルに応じた前記第一出力信号を前記アクチュエータに出力するようにしてもよい。   The active vibration damping device includes a plurality of sensors, the storage unit stores a plurality of first output signals for each of the sensors, and the determination unit is based on detection values of the plurality of sensors. Determining the sensor that first exceeds a predetermined threshold and determining the initial vibration level of the sensor, wherein the first signal output unit includes the sensor determined by the determination unit and the sensor The first output signal corresponding to the vibration level at the initial stage of the vibration may be output to the actuator.

つまり、複数のセンサが設けられる場合に、どのセンサの検出値を用いて第一出力信号が決定されるかが規定される。ここでは、第一信号出力部は、検出値が所定閾値を最初に超えたセンサを用いて、第一出力信号を決定する。これにより、効果的に、面材の振動の低減が可能となる。   That is, when a plurality of sensors are provided, it is defined which sensor's detection value is used to determine the first output signal. Here, the first signal output unit determines the first output signal using a sensor whose detected value first exceeds a predetermined threshold. This effectively reduces the vibration of the face material.

また、前記能動型制振装置は、複数のセンサを備え、前記記憶部は、前記センサ毎に前記複数の第一出力信号を記憶し、前記判定部は、前記複数のセンサの検出値に基づいて、前記振動初期の振動レベルが最大となる前記センサを判定し、且つ、当該センサの前記振動初期の振動レベルを判定し、前記第一信号出力部は、前記判定部により判定された前記センサ及び当該センサの前記振動初期の振動レベルに応じた前記第一出力信号を前記アクチュエータに出力するようにしてもよい。   The active vibration damping device includes a plurality of sensors, the storage unit stores the plurality of first output signals for each of the sensors, and the determination unit is based on detection values of the plurality of sensors. And determining the sensor having the maximum vibration level at the initial stage of vibration and determining the initial vibration level of the sensor, wherein the first signal output unit is determined by the determination unit. The first output signal corresponding to the vibration level of the sensor at the initial vibration may be output to the actuator.

つまり、複数のセンサが設けられる場合に、どのセンサの検出値を用いて第一出力信号が決定されるかが規定される。ここでは、第一信号出力部は、振動初期の振動レベルが最大となるセンサを用いて、第一出力信号を決定する。これにより、好適に、面材の振動の低減が可能となる。   That is, when a plurality of sensors are provided, it is defined which sensor's detection value is used to determine the first output signal. Here, a 1st signal output part determines a 1st output signal using the sensor from which the vibration level at the initial stage of vibration becomes the maximum. Thereby, the vibration of the face material can be preferably reduced.

また、前記第一信号出力部は、前記アクチュエータに前記第一出力信号を出力した時から、前記センサの検出値が所定閾値を下回るまでの間、前記アクチュエータに次の前記第一出力信号を出力しないようにしてもよい。これにより、第一制御部による振動低減対象が、振動開始直後の最大波付近における振動となる。従って、確実に振動開始直後の最大波付近における振動の低減が可能となる。   The first signal output unit outputs the next first output signal to the actuator from when the first output signal is output to the actuator until the detection value of the sensor falls below a predetermined threshold value. You may make it not. Thereby, the vibration reduction target by the first control unit is the vibration near the maximum wave immediately after the start of vibration. Therefore, it is possible to reliably reduce vibration in the vicinity of the maximum wave immediately after the start of vibration.

また、前記制御装置は、前記第一制御部と並列に、第二出力信号に基づいて前記アクチュエータを制御する第二制御部を備え、前記第二制御部は、前記センサの検出値に基づいて所定のモードに対応する前記第二出力信号を生成するモード信号生成部と、生成された前記第二出力信号を前記アクチュエータに出力する第二信号出力部と、を備えるようにしてもよい。   Further, the control device includes a second control unit that controls the actuator based on a second output signal in parallel with the first control unit, and the second control unit is based on a detection value of the sensor. A mode signal generation unit that generates the second output signal corresponding to a predetermined mode, and a second signal output unit that outputs the generated second output signal to the actuator may be provided.

つまり、制御装置は、振動開始直後の最大波付近における振動を抑制する第一制御部と、所定のモードに対応する振動低減効果を発揮する第二制御部とを備える。ここで、所定のモードに対応する第二出力信号による振動抑制効果は、面材の振動モードが安定した後に効果を発揮する。そして、面材の振動モードは、振動が発生して直ちに安定するのではなく、振動レベルが増大したころに安定することになる。つまり、所定のモードに対応する第二出力信号による振動抑制効果は、最大波より後に発揮する。一方、第一制御部による振動抑制効果は、振動開始直後の最大波のピーク値の低減を可能とする。このように、制御装置が第一制御部と第二制御部とを備えることにより、振動開始直後の最大波の振動の抑制とその後の振動の効果的な抑制とが可能となる。   That is, the control device includes a first control unit that suppresses vibration in the vicinity of the maximum wave immediately after the start of vibration, and a second control unit that exhibits a vibration reduction effect corresponding to a predetermined mode. Here, the vibration suppression effect by the second output signal corresponding to the predetermined mode is effective after the vibration mode of the face material is stabilized. The vibration mode of the face material is not stabilized immediately after the vibration is generated, but is stabilized when the vibration level is increased. That is, the vibration suppression effect by the second output signal corresponding to the predetermined mode is exhibited after the maximum wave. On the other hand, the vibration suppression effect by the first control unit enables reduction of the peak value of the maximum wave immediately after the start of vibration. Thus, when the control device includes the first control unit and the second control unit, it is possible to suppress the vibration of the maximum wave immediately after the start of vibration and to effectively suppress the subsequent vibration.

また、前記能動型制振装置は、複数のセンサを備え、前記制御装置は、前記第一制御部と並列に、第二出力信号に基づいて前記アクチュエータを制御する第二制御部を備え、前記第二制御部は、前記複数のセンサの検出値に基づいてモーダルフィルタリングを行うことによりモード毎振動を取得するモード分解部と、前記モード毎振動に基づいてモード毎出力信号を生成するモード毎信号生成部と、前記モード毎出力信号に基づいて合成出力信号である前記第二出力信号を前記アクチュエータに出力する第二信号出力部とを備えるようにしてもよい。   The active vibration damping device includes a plurality of sensors, and the control device includes a second control unit that controls the actuator based on a second output signal in parallel with the first control unit, The second control unit includes a mode decomposition unit that obtains vibration for each mode by performing modal filtering based on detection values of the plurality of sensors, and a signal for each mode that generates an output signal for each mode based on the vibration for each mode. You may make it provide the production | generation part and the 2nd signal output part which outputs said 2nd output signal which is a synthetic | combination output signal to the said actuator based on the said output signal for every mode.

つまり、制御装置は、振動開始直後の最大波付近における振動を抑制する第一制御部と、モーダルフィルタリングを行う第二制御部とを備える。ここで、モーダルフィルタリングを行うことによる振動抑制効果は、面材の振動モードが安定した後に効果を発揮する。そして、面材の振動モードは、振動が発生して直ちに安定するのではなく、振動レベルが増大したころに安定することになる。つまり、モーダルフィルタリングによる振動抑制効果は、最大波より後に発揮する。一方、第一制御部による振動抑制効果は、振動開始直後の最大波のピーク値の低減を可能とする。このように、制御装置が第一制御部と第二制御部とを備えることにより、振動開始直後の最大波の振動の抑制とその後の振動の効果的な抑制とが可能となる。   That is, the control device includes a first control unit that suppresses vibration in the vicinity of the maximum wave immediately after the start of vibration, and a second control unit that performs modal filtering. Here, the vibration suppression effect by performing modal filtering is effective after the vibration mode of the face material is stabilized. The vibration mode of the face material is not stabilized immediately after the vibration is generated, but is stabilized when the vibration level is increased. That is, the vibration suppression effect by modal filtering is exhibited after the maximum wave. On the other hand, the vibration suppression effect by the first control unit enables reduction of the peak value of the maximum wave immediately after the start of vibration. Thus, when the control device includes the first control unit and the second control unit, it is possible to suppress the vibration of the maximum wave immediately after the start of vibration and to effectively suppress the subsequent vibration.

また、前記複数のセンサは、各センサの候補位置における複数の複素固有モードベクトル成分の位相差、及び、各前記センサの候補位置における複数の複素固有モードベクトルの直交性評価値に基づいて決定された位置に配置されるようにしてもよい。   Further, the plurality of sensors are determined based on phase differences of a plurality of complex eigenmode vector components at each sensor candidate position and orthogonality evaluation values of a plurality of complex eigenmode vectors at each sensor candidate position. It may be arranged at a different position.

複数のセンサの配置位置が、面材上の任意の位置(センサの候補位置)の中から複数の複素固有モードベクトル成分の位相差が小さくなる位置となる。そのため、配置された複数のセンサ同士の固有モーダル応答の位相差が小さくなるため、第二制御部は、複数のセンサの検出値を実モードと同等に取り扱うことができる。従って、第二制御部は、複数のセンサの検出値に対してモーダルフィルタリングを行うことが可能となる。   The arrangement position of the plurality of sensors is a position where the phase difference between the plurality of complex eigenmode vector components becomes small from any position (sensor candidate position) on the face material. Therefore, since the phase difference of the intrinsic modal response between the plurality of arranged sensors becomes small, the second control unit can handle the detection values of the plurality of sensors equivalent to the actual mode. Therefore, the second control unit can perform modal filtering on the detection values of the plurality of sensors.

さらに、複数のセンサ同士の配置位置は、直交性評価値を考慮されている。各々のセンサの検出値が相互に直交性を有する場合には、第二制御部はモーダルフィルタリングを行うことが可能となるが、逆に1次従属に近い場合には、第二制御部はモーダルフィルタリングを行うことができない。そこで、直交性評価値を考慮して、各々のセンサの検出値が相互に直交性を有するように、複数のセンサを配置することで、第二制御部が複数のセンサの検出値に対してモーダルフィルタリングを行うことが可能となる。従って、複素固有モードを有する面材において、少数のセンサの検出値に基づいて第二制御部がアクチュエータを制御することにより、確実に面材の面外振動が抑制される。   Furthermore, the orthogonality evaluation value is considered in the arrangement positions of the plurality of sensors. When the detection values of the sensors are orthogonal to each other, the second control unit can perform modal filtering, but conversely, when close to the first order subordinate, the second control unit is modal. Cannot filter. Therefore, in consideration of the orthogonality evaluation value, by arranging a plurality of sensors so that the detection values of the respective sensors are orthogonal to each other, the second control unit can detect the detection values of the plurality of sensors. Modal filtering can be performed. Therefore, in the face material having the complex eigenmode, the out-of-plane vibration of the face material is reliably suppressed by the second control unit controlling the actuator based on the detection values of a small number of sensors.

本実施形態の能動型制振装置の概要を説明する図を示す。The figure explaining the outline | summary of the active-type damping device of this embodiment is shown. センサの検出値の挙動を示す。The behavior of the detection value of the sensor is shown. センサの検出値の周波数特性を示す。The frequency characteristic of the detection value of a sensor is shown. 図2のセンサの検出値の絶対値を示す。The absolute value of the detection value of the sensor of FIG. 2 is shown. 第一実施形態の制御装置の機能ブロック図を示す。The functional block diagram of the control apparatus of 1st embodiment is shown. 第一制御部の記憶部に記憶される情報を示す。The information memorize | stored in the memory | storage part of a 1st control part is shown. 記憶部に記憶される第一出力信号1aを示す。The 1st output signal 1a memorize | stored in a memory | storage part is shown. 記憶部に記憶される第一出力信号1bを示す。The 1st output signal 1b memorize | stored in a memory | storage part is shown. 第一制御部及び第二制御部によりアクチュエータを制御した場合のセンサの検出値を示す。The detection value of the sensor at the time of controlling an actuator by the 1st control part and the 2nd control part is shown. 第一制御部のみによりアクチュエータを制御した場合のセンサの検出値を示す。The detection value of the sensor when the actuator is controlled only by the first control unit is shown. 第二制御部のみによりアクチュエータを制御した場合のセンサの検出値を示す。The detection value of a sensor at the time of controlling an actuator only by the 2nd control part is shown. 制御装置による制御を行わない場合のセンサの検出値を示す。The detection value of the sensor when not controlling by a control apparatus is shown. センサ配置決定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a sensor arrangement | positioning determination process. 図9のS1におけるセンサ位置の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the sensor position in S1 of FIG. 図9のS1における複素固有モードベクトルXの成分(振幅B,位相θ)を示す複素平面図である。10 is a complex plan view showing components (amplitude B, phase θ) of a complex eigenmode vector X in S1 of FIG. 図9のS2におけるモード次数毎に複素平面上にプロットした図である。It is the figure plotted on the complex plane for every mode order in S2 of FIG. 1次モードの複素平面上にて、図9のS4における各位置を−Φ回転させた図である。FIG. 10 is a diagram obtained by rotating each position in S4 of FIG. 9 by −Φ on the complex plane of the first-order mode. 1次モードの複素平面上にて、図9のS5における1次モードの二つの閾値直線の間の範囲(ハッチング)を示す図である。S5の処理により抽出された位置を黒丸にて示す。It is a figure which shows the range (hatch) between the two threshold lines of the primary mode in S5 of FIG. 9 on the complex plane of the primary mode. The positions extracted by the process of S5 are indicated by black circles. 2次モードの複素平面上にて、図9のS5における2次モードの二つの閾値直線の間の範囲(ハッチング)を示す図である。S5の処理により抽出された位置を黒丸にて示す。It is a figure which shows the range (hatch) between the two threshold lines of the secondary mode in S5 of FIG. 9 on the complex plane of the secondary mode. The positions extracted by the process of S5 are indicated by black circles. 1次モードの複素平面上にて、図9のS6における全てのモード次数に共通する位置を抽出した図である。S6の処理により抽出された位置を黒丸にて示す。It is the figure which extracted the position common to all the mode orders in S6 of FIG. 9 on the complex plane of a primary mode. The positions extracted by the process of S6 are indicated by black circles. 1次モードの複素平面上にて、図9のS7における全次数に共通する位置を抽出した図である。S7の処理により抽出された位置を黒丸にて示す。It is the figure which extracted the position common to all the orders in S7 of FIG. 9 on the complex plane of a primary mode. The positions extracted by the process of S7 are indicated by black circles. アクチュエータ配置決定処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an actuator arrangement | positioning determination process. 1次モードの複素平面上にて、図18のS11におけるアクチュエータの位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the actuator in S11 of FIG. 18 on the complex plane of a primary mode. 図9及び図18の処理により決定された複数のセンサ及びアクチュエータの位置を示す図である。It is a figure which shows the position of the several sensor and actuator determined by the process of FIG.9 and FIG.18. 図9のS5における閾値直線により抽出される範囲の他の例を示す図である。当該処理により抽出された位置を黒丸にて示す。It is a figure which shows the other example of the range extracted by the threshold value straight line in S5 of FIG. The positions extracted by the processing are indicated by black circles. 第二実施形態の制御装置の機能ブロック図を示す。The functional block diagram of the control apparatus of 2nd embodiment is shown.

<第一実施形態>
(1.能動型制振装置の概要)
能動型制振装置は、図1に示すように、例えば建物の床材などの面材10の面外振動を抑制するための装置である。面材10は、例えば、軽量気泡コンクリート(ALC)などの床材などである。当該装置は、面材10に配置されたアクチュエータ20と、面材10にそれぞれ配置され面外振動の振動レベルを検出する複数のセンサ31〜35と、複数のセンサ31〜35により検出された検出値に基づいてアクチュエータ20を制御する制御装置40とを備える。ここで、振動レベルとは、加速度、速度、変位の何れかである。
<First embodiment>
(1. Overview of active vibration control device)
As shown in FIG. 1, the active vibration damping device is a device for suppressing out-of-plane vibration of a face material 10 such as a flooring of a building, for example. The face material 10 is, for example, a floor material such as lightweight cellular concrete (ALC). The apparatus includes an actuator 20 disposed on the face material 10, a plurality of sensors 31 to 35 disposed on the face material 10 to detect vibration levels of out-of-plane vibrations, and detection detected by the plurality of sensors 31 to 35. And a control device 40 that controls the actuator 20 based on the value. Here, the vibration level is any one of acceleration, speed, and displacement.

アクチュエータ20は、面材10に振動を付与する加振器である。センサ31〜35は、加速度センサ、速度センサ、変位センサなどである。もちろん、センサ31〜35は、直接的には加速度を検出して、速度又は変位に変換することもできる。制御装置40は、モーダルフィルタリングによるフィードバック制御に加えて、振動開始直後の最大波付近における振動に対するフィードフォワード制御を行う。   The actuator 20 is a vibrator that applies vibration to the face material 10. The sensors 31 to 35 are an acceleration sensor, a speed sensor, a displacement sensor, and the like. Of course, the sensors 31 to 35 can directly detect acceleration and convert it into velocity or displacement. In addition to feedback control by modal filtering, the control device 40 performs feedforward control on vibration near the maximum wave immediately after the start of vibration.

(2.センサ31〜35の検出値)
面材10に面外振動が付与された場合に、センサ31〜35の検出値は、図2に示すような挙動となる。図2において、時刻0は、振動の発生時刻とする。ただし、センサ31〜35の各々の検出値は、それぞれ異なる値を示す。例えば、図2は、センサ31の検出値を示すものとする。
(2. Detection values of sensors 31 to 35)
When out-of-plane vibration is applied to the face material 10, the detection values of the sensors 31 to 35 behave as shown in FIG. In FIG. 2, time 0 is the occurrence time of vibration. However, the detected values of the sensors 31 to 35 are different from each other. For example, FIG. 2 shows the detection value of the sensor 31.

図2に示すセンサ31の検出値の周波数特性は、図3に示す。ここでは、卓越周波数が、二点差線にて囲む周波数(例えば37Hz付近)となる。ただし、面材10の種類、大きさ、支持方法などが異なれば、卓越周波数は、上記とは異なる周波数帯となる場合がある。一般に、建物の床材において、重量床衝撃音の卓越周波数は、オクターブ帯域中心周波数63Hz帯となる。   The frequency characteristics of the detection value of the sensor 31 shown in FIG. 2 are shown in FIG. Here, the dominant frequency is a frequency (for example, around 37 Hz) surrounded by a two-point difference line. However, if the type, size, support method, and the like of the face material 10 are different, the dominant frequency may be a frequency band different from the above. In general, in a building floor material, the dominant frequency of heavy floor impact sound is the octave band center frequency 63 Hz band.

そして、図2に示すように、面材10に面外振動が付与された場合において、センサ31の検出値のうち卓越周波数の振動レベルが、第一波から次第に増大して、第二波以降にて最大波となる。図2においては、第二波が最大波となる例を示すが、第三波以降が最大波となる場合もある。面材10の卓越周波数の振動レベルは、最大波以降に減少する。   As shown in FIG. 2, when out-of-plane vibration is applied to the face material 10, the vibration level of the dominant frequency among the detection values of the sensor 31 gradually increases from the first wave, and after the second wave. Becomes the maximum wave. Although FIG. 2 shows an example in which the second wave is the maximum wave, the third wave and thereafter may be the maximum wave. The vibration level of the dominant frequency of the face material 10 decreases after the maximum wave.

ここで、第一波、第二波、最大波とは、センサ31の検出値から所定周波数(ここでは卓越周波数)の成分のみを抽出したと仮定した場合において、第一番目のピークを含む振動波、第二番目のピークを含む振動波、最大のピーク値を含む振動波を意味する。また、センサ31の検出値において第一波から最大波に至るまでの間は、面材10の振動モードが安定していな状態であって、最大波付近にて面材10の振動モードが安定した状態となる。つまり、後述するが、モーダルフィルタリングによる制振効果が発揮されるのは、振動モードが安定した後、すなわち最大波以降となる。   Here, the first wave, the second wave, and the maximum wave are vibrations including the first peak when it is assumed that only a component of a predetermined frequency (here, the dominant frequency) is extracted from the detection value of the sensor 31. Wave, vibration wave including the second peak, and vibration wave including the maximum peak value. Further, the vibration mode of the face material 10 is not stable in the detection value of the sensor 31 from the first wave to the maximum wave, and the vibration mode of the face material 10 is stable near the maximum wave. It will be in the state. That is, as will be described later, the vibration suppression effect by modal filtering is exhibited after the vibration mode is stabilized, that is, after the maximum wave.

また、センサ31の検出値の絶対値は、図4に示すようになる。当該絶対値は、面材10の振動の片振幅に相当し、振動の大きさを表す。センサ31の検出値の絶対値は、時刻t1にて閾値Thを超え、時刻t1から時刻t2に至るまでの間、閾値thを超えた状態を継続する。閾値thは、面材10に面外振動が発生した場合に生じる振動レベルの最小値に相当する。   The absolute value of the detection value of the sensor 31 is as shown in FIG. The absolute value corresponds to one amplitude of vibration of the face material 10 and represents the magnitude of vibration. The absolute value of the detection value of the sensor 31 exceeds the threshold Th at time t1, and continues to exceed the threshold th from time t1 to time t2. The threshold th corresponds to the minimum value of the vibration level that occurs when out-of-plane vibration occurs in the face material 10.

また、センサ31〜35が上記のように卓越周波数の振動の第一波及び最大波を確実に検出するためには、センサ31〜35のサンプリング周波数が、面材10の振動特性における卓越周波数の2倍以上とする。サンプリング周波数は、好ましくは卓越周波数の5倍以上、より好ましくは卓越周波数の10倍以上である。   Further, in order for the sensors 31 to 35 to reliably detect the first wave and the maximum wave of the vibration of the dominant frequency as described above, the sampling frequency of the sensors 31 to 35 is set to the dominant frequency in the vibration characteristics of the face material 10. 2 times or more. The sampling frequency is preferably at least 5 times the dominant frequency, more preferably at least 10 times the dominant frequency.

(3.制御装置40の説明)
制御装置40は、図5に示すように、第一制御部50と第二制御部60とを備える。第一制御部50は、振動開始直後の最大波付近の振動を抑制するために、フィードフォワード制御(以下、第一制御とも称する)を行う。第一制御部50は、フィードフォワード制御信号としての第一出力信号に基づいて、アクチュエータ20を制御する。第二制御部60は、モーダルフィルタリングを行うことにより、フィードバック制御(以下、第二制御とも称する)を行う。第二制御部60は、フィードバック制御信号としての第二出力信号に基づいて、アクチュエータ20を制御する。
(3. Description of the control device 40)
As illustrated in FIG. 5, the control device 40 includes a first control unit 50 and a second control unit 60. The first control unit 50 performs feedforward control (hereinafter also referred to as first control) in order to suppress vibration near the maximum wave immediately after the start of vibration. The first control unit 50 controls the actuator 20 based on the first output signal as the feedforward control signal. The second control unit 60 performs feedback control (hereinafter also referred to as second control) by performing modal filtering. The second control unit 60 controls the actuator 20 based on the second output signal as a feedback control signal.

制御装置40は、第一制御部50による第一出力信号と第二制御部60による第二出力信号の両者をアクチュエータ20に出力する。つまり、制御装置40による第一制御と第二制御とは、並列に実行され得ることになる。ただし、第一制御は、主として振動開始直後の最大波のピーク値の抑制を目的とするため、最大波付近において実行される。一方、第二制御は、主として最大波以降の振動を早期に減衰させることを目的とするため、最大波以降において実行される。   The control device 40 outputs both the first output signal from the first control unit 50 and the second output signal from the second control unit 60 to the actuator 20. That is, the first control and the second control by the control device 40 can be executed in parallel. However, the first control is mainly performed to suppress the peak value of the maximum wave immediately after the start of vibration, and is therefore executed near the maximum wave. On the other hand, the second control is mainly performed after the maximum wave because the purpose is to quickly attenuate the vibration after the maximum wave.

第一制御部50は、記憶部51と、判定部52と、第一信号出力部53とを備える。記憶部51は、図6に示すように、フィードフォワード制御を行うための複数の第一出力信号を記憶する。つまり、記憶部51は、振動初期の振動レベルに応じて予め設定されたアクチュエータ20への複数の第一出力信号を記憶する。   The first control unit 50 includes a storage unit 51, a determination unit 52, and a first signal output unit 53. As shown in FIG. 6, the storage unit 51 stores a plurality of first output signals for performing feedforward control. That is, the memory | storage part 51 memorize | stores the some 1st output signal to the actuator 20 preset according to the vibration level of the vibration initial stage.

詳細には、記憶部51は、センサ31〜35毎に複数の第一出力信号1a〜1c,・・・,5a〜5cを記憶する。例えば、第一出力信号1a〜1cは、センサ31に対応しており、振動初期におけるセンサ31の検出値の大きさに応じて異なる。例えば、第一出力信号1aは、図7Aに示し、第一出力信号1bは、図7Bに示す。第一出力信号5a〜5cは、センサ35に対応しており、振動初期におけるセンサ35の検出値の大きさに応じて異なる。   In detail, the memory | storage part 51 memorize | stores several 1st output signals 1a-1c, ..., 5a-5c for every sensor 31-35. For example, the first output signals 1a to 1c correspond to the sensor 31 and differ according to the magnitude of the detection value of the sensor 31 in the initial stage of vibration. For example, the first output signal 1a is shown in FIG. 7A, and the first output signal 1b is shown in FIG. 7B. The first output signals 5a to 5c correspond to the sensor 35, and differ according to the magnitude of the detection value of the sensor 35 at the initial stage of vibration.

ここで、振動初期は、面材10に面外振動が付与された場合において、卓越周波数の第一波の発生時から最大波のピーク時より前までの間である。特に、振動初期は、卓越周波数の第一波の発生時から第一波のピーク時までの間とすることが好ましい。そのために、上述したように、センサ31〜35のサンプリング周波数は、卓越周波数の2倍以上、好ましくは5倍以上、より好ましくは10倍以上とする。   Here, the initial period of vibration is from when the first wave of the dominant frequency is generated to before the peak of the maximum wave when out-of-plane vibration is applied to the face material 10. In particular, it is preferable that the initial period of vibration is between the time when the first wave of the dominant frequency is generated and the peak time of the first wave. Therefore, as described above, the sampling frequency of the sensors 31 to 35 is at least twice the dominant frequency, preferably at least five times, more preferably at least ten times.

第一出力信号1aは、図7Aに示すように、例えば、1周期分に相当する振動波形である。もちろん、第一出力信号1aは、2周期以上の振動波形としてもよいし、半周期の振動波形とすることもできる。また、第一出力信号1a,1bは、図7A及び図7Bに示すように、振幅の最大値の異なる信号である。図7Aに示す第一出力信号1aは、面材10に大きさ振動が付与された場合に対応し、図7Bに示す第一出力信号1bは、面材10に小さな振動が付与された場合に対応する。   As shown in FIG. 7A, the first output signal 1a is, for example, a vibration waveform corresponding to one cycle. Of course, the first output signal 1a may be a vibration waveform having two or more cycles, or may be a vibration waveform having a half cycle. The first output signals 1a and 1b are signals having different amplitude maximum values as shown in FIGS. 7A and 7B. The first output signal 1a shown in FIG. 7A corresponds to the case where a magnitude vibration is applied to the face material 10, and the first output signal 1b shown in FIG. 7B is a case where a small vibration is applied to the face material 10. Correspond.

また、図7A及び図7Bにおいて、時刻0、t1は、図4の時刻0、t1に対応する。第一出力信号1a,1bは、面材10に振動が付与された場合に、最大波(図4の第二波)及び最大波の次の波(図4の第三波)の大きさ及び時刻に対応する信号となる。つまり、第一出力信号1a,1bは、最大波のピーク時より前に、アクチュエータ20による加振を開始する信号となる。   7A and 7B, times 0 and t1 correspond to times 0 and t1 in FIG. The first output signals 1a and 1b are the maximum wave (second wave in FIG. 4) and the next wave after the maximum wave (third wave in FIG. 4) when vibration is applied to the face material 10. This signal corresponds to the time. That is, the first output signals 1a and 1b are signals for starting excitation by the actuator 20 before the peak time of the maximum wave.

さらに、センサ31〜35は、図1に示すように、面材10においてそれぞれ異なる位置に配置される。また、センサ31〜35は、アクチュエータ20との距離も異なる。従って、記憶部51は、センサ31〜35に対応する第一出力信号を記憶する。   Furthermore, the sensors 31 to 35 are arranged at different positions in the face material 10 as shown in FIG. Further, the sensors 31 to 35 have different distances from the actuator 20. Therefore, the memory | storage part 51 memorize | stores the 1st output signal corresponding to the sensors 31-35.

記憶部51に記憶される複数の第一出力信号1aは、以下のようにして決定する。まず、面材10にある大きさの面外振動を付与した場合のセンサ31の検出値に基づいて、所定位置における振動、具体的にはアクチュエータ20の位置における振動を推定する。そして、第一出力信号1aは、当該推定値を減少する振動、具体的には当該推定値の逆位相の振動に対応する信号とする。第一出力信号1bは、異なる大きさの面外信号を面材10に付与した場合のセンサ31の検出値に基づいて推定された推定値を減少させる振動、具体的には推定値の逆位相の振動に対応する信号とする。他の第一出力信号は、同様に、対応するセンサ32〜35の検出値を用いて決定される。   The plurality of first output signals 1a stored in the storage unit 51 are determined as follows. First, based on the detection value of the sensor 31 when a certain amount of out-of-plane vibration is applied to the face material 10, vibration at a predetermined position, specifically, vibration at the position of the actuator 20 is estimated. The first output signal 1a is a signal corresponding to a vibration that reduces the estimated value, specifically, a vibration having an opposite phase to the estimated value. The first output signal 1b is a vibration that decreases the estimated value estimated based on the detection value of the sensor 31 when an out-of-plane signal having a different magnitude is applied to the face material 10, specifically, the opposite phase of the estimated value. It is a signal corresponding to the vibration of. Other 1st output signals are similarly determined using the detected value of the corresponding sensors 32-35.

図5に示す判定部52は、複数のセンサ31〜35の検出値を取得し、アクチュエータ20に出力する第一出力信号を決定するための1つのセンサを判定する。1つのセンサの判定方法は、以下の2通りある。第一の判定方法は、複数のセンサ31〜35のそれぞれの検出値に基づいて、閾値th(図4に示す)を最初に超えたセンサを判定する。第二の判定方法は、複数のセンサ31〜35のそれぞれの検出値に基づいて、振動初期における振動レベルとなるセンサ、ここでは卓越周波数の第一波における振動レベルが最大となるセンサを判定する。   The determination unit 52 illustrated in FIG. 5 acquires detection values of the plurality of sensors 31 to 35 and determines one sensor for determining a first output signal to be output to the actuator 20. There are the following two methods for determining one sensor. In the first determination method, a sensor that first exceeds the threshold th (shown in FIG. 4) is determined based on the detection values of the plurality of sensors 31 to 35. The second determination method is based on the detection values of the plurality of sensors 31 to 35 to determine a sensor that has a vibration level at the initial stage of vibration, in this case, a sensor that has the maximum vibration level in the first wave of the dominant frequency. .

判定部52は、1つのセンサを決定した後には、当該センサの検出値に基づいて振動初期の振動レベルを判定する。具体的には、判定部52は、当該センサにより検出される卓越周波数の第一波のピーク値を判定する。なお、判定部52は、第一波が小さい場合には、第二波以降の検出値を振動初期の振動レベルとする。   After determining one sensor, the determination unit 52 determines an initial vibration level based on a detection value of the sensor. Specifically, the determination unit 52 determines the peak value of the first wave of the dominant frequency detected by the sensor. In addition, when the first wave is small, the determination unit 52 sets the detection values after the second wave as the vibration level at the initial stage of vibration.

また、判定部52は、決定された1つのセンサの検出値が閾値Thを超えた後において、閾値Thを下回るか否かを判定する。検出値が閾値Thを下回る時刻は、図4のt2に相当する。   The determination unit 52 determines whether or not the determined detection value of one sensor is lower than the threshold Th after the threshold Th is exceeded. The time when the detected value falls below the threshold Th corresponds to t2 in FIG.

図5に示す第一信号出力部53は、記憶部51に記憶される複数の第一出力信号1a〜1c,・・・,5a〜5cの中から、判定部52によって判定された1つのセンサ及び当該1つのセンサの振動初期の振動レベルに応じた第一出力信号を決定する。そして、第一信号出力部53は、決定された第一出力信号をアクチュエータ20に出力する。そうすると、アクチュエータ20は、出力された第一出力信号に応じた振動を発生する。   The first signal output unit 53 shown in FIG. 5 is one sensor determined by the determination unit 52 from among the plurality of first output signals 1a to 1c,..., 5a to 5c stored in the storage unit 51. And the 1st output signal according to the vibration level of the vibration initial stage of the one said sensor is determined. Then, the first signal output unit 53 outputs the determined first output signal to the actuator 20. If it does so, the actuator 20 will generate | occur | produce the vibration according to the output 1st output signal.

ここで、図7A及び図7Bに示すように、第一出力信号1a,1bは、面材10の最大波及び最大波の次の波(図4の第三波)の時刻に対応する。つまり、第一信号出力部53は、最大波のピーク時より前に第一出力信号をアクチュエータ20に出力し、最大波のピーク時より前にアクチュエータ20の加振を開始させる。さらに、第一信号出力部53は、最大波から第一出力信号をアクチュエータ20に出力しており、且つ、所定時間後において第一出力信号の出力を停止する。所定時間後は、最大波から所定数の波(本実施形態では最大波から1つ目の波)とする。   Here, as shown in FIGS. 7A and 7B, the first output signals 1a and 1b correspond to the time of the maximum wave of the face material 10 and the next wave of the maximum wave (the third wave in FIG. 4). That is, the first signal output unit 53 outputs the first output signal to the actuator 20 before the peak of the maximum wave, and starts the excitation of the actuator 20 before the peak of the maximum wave. Further, the first signal output unit 53 outputs the first output signal from the maximum wave to the actuator 20 and stops outputting the first output signal after a predetermined time. After a predetermined time, a predetermined number of waves from the maximum wave (in this embodiment, the first wave from the maximum wave) is used.

さらに、第一信号出力部53は、アクチュエータ20に第一出力信号を出力した時から、当該センサの検出値が閾値Thを下回るまでの間、アクチュエータ20に次の第一出力信号を出力しない。センサの検出値が閾値Thを下回ったか否かは、判定部52により判定される。   Furthermore, the first signal output unit 53 does not output the next first output signal to the actuator 20 from when the first output signal is output to the actuator 20 until the detection value of the sensor falls below the threshold Th. The determination unit 52 determines whether or not the detection value of the sensor falls below the threshold Th.

第二制御部60は、図5に示すように、モード分解部61と、モード毎信号生成部62と、第二信号出力部63とを備える。モード分解部61は、複数のセンサ31〜35の検出値に基づいてモーダルフィルタリングを行うことにより、モード毎振動を取得する。後述するが、複数のセンサ31〜35は、複数の複素固有モードベクトル成分の位相差、及び、複数の複素固有モードベクトルの直交性評価値に基づいて決定された面材10の位置に配置される。つまり、複数のセンサ31〜35は、位相差が小さく、且つ、ほぼ直交性を有する。従って、モード分解部61は、確実にモードフィルタリングを行うことができる。そして、モード分解部61は、モード毎振動に相当する各モード次数(ここでは、1次〜5次)の速度成分を算出する。   As shown in FIG. 5, the second control unit 60 includes a mode decomposition unit 61, a mode-specific signal generation unit 62, and a second signal output unit 63. The mode decomposition unit 61 acquires vibration for each mode by performing modal filtering based on the detection values of the plurality of sensors 31 to 35. As will be described later, the plurality of sensors 31 to 35 are arranged at the positions of the face material 10 determined based on the phase differences of the plurality of complex eigenmode vector components and the orthogonality evaluation values of the plurality of complex eigenmode vectors. The That is, the plurality of sensors 31 to 35 have a small phase difference and almost orthogonality. Therefore, the mode decomposing unit 61 can reliably perform mode filtering. Then, the mode decomposing unit 61 calculates the speed component of each mode order (here, first to fifth order) corresponding to the vibration for each mode.

モード毎信号生成部62は、各モード次数の速度成分に基づいて、振幅調整及び位相調整を行うことで、モード毎出力信号を生成する。モード毎信号は、アクチュエータ20の位置における各モード次数の振動の逆位相の振動に相当する。つまり、複数のセンサ31〜35の位置からアクチュエータ20の位置までの伝達関数を考慮して、モード毎出力信号が決定される。   The signal generator for each mode 62 generates an output signal for each mode by performing amplitude adjustment and phase adjustment based on the speed component of each mode order. The signal for each mode corresponds to the vibration in the opposite phase of the vibration of each mode order at the position of the actuator 20. That is, the output signal for each mode is determined in consideration of the transfer function from the position of the plurality of sensors 31 to 35 to the position of the actuator 20.

第二信号出力部63は、各モード次数のモード毎出力信号を合成することにより、合成出力信号を生成する。さらに、第二信号出力部63は、合成出力信号である第二出力信号をアクチュエータ20に出力する。   The second signal output unit 63 generates a combined output signal by combining the output signals for each mode order. Further, the second signal output unit 63 outputs a second output signal that is a combined output signal to the actuator 20.

(4.実験結果)
上述した制御装置40を適用した場合の効果を確認するために、制御装置40の第一制御部50及び第二制御部60によりアクチュエータ20を制御した場合の他、第一制御部50のみによりアクチュエータ20を制御した場合、第二制御部60のみによりアクチュエータ20を制御した場合、制御装置40による制御を行わない場合のそれぞれについて、加速度を検出するセンサ31の検出値(加速度)を計測した。
(4. Experimental results)
In order to confirm the effect when the control device 40 described above is applied, the actuator is controlled only by the first control unit 50 in addition to the case where the actuator 20 is controlled by the first control unit 50 and the second control unit 60 of the control device 40. 20, the detection value (acceleration) of the sensor 31 that detects acceleration was measured for each of the case where the actuator 20 was controlled only by the second control unit 60 and the case where the control by the control device 40 was not performed.

図8Aは、第一制御部50及び第二制御部60によりアクチュエータ20を制御した場合のセンサ31の検出値を示し、図8Bは、第一制御部50のみによりアクチュエータ20を制御した場合のセンサ31の検出値を示し、図8Cは、第二制御部60のみによりアクチュエータ20を制御した場合のセンサ31の検出値を示し、図8Dは、制御装置40による制御を行わない場合のセンサ31の検出値を示す。   FIG. 8A shows the detection value of the sensor 31 when the actuator 20 is controlled by the first controller 50 and the second controller 60, and FIG. 8B shows the sensor when the actuator 20 is controlled only by the first controller 50. 8C shows the detected value of the sensor 31 when the actuator 20 is controlled only by the second control unit 60, and FIG. 8D shows the detected value of the sensor 31 when the control by the control device 40 is not performed. Indicates the detection value.

図8A〜図8Cと図8Dとによれば、第一制御部50又は第二制御部60を適用する場合には、制御しない場合に比べて、面材10の振動が早期に減衰している。また、図8A〜図8Bと図8Cとによれば、第一制御部50を適用する図8A及び図8Bは、第一制御部50を適用しない図8Cに比べて、最大波が小さくなっている。   According to FIGS. 8A to 8C and FIG. 8D, when the first control unit 50 or the second control unit 60 is applied, the vibration of the face material 10 is attenuated at an early stage as compared with the case where the control is not performed. . Further, according to FIGS. 8A to 8B and 8C, the maximum wave is smaller in FIGS. 8A and 8B to which the first control unit 50 is applied than in FIG. 8C to which the first control unit 50 is not applied. Yes.

また、図8Aと図8Bとによれば、第一制御部50と第二制御部60とを適用する場合には、第一制御部50のみを適用する場合に比べて、より早く振動が減衰している。さらに、図8Aと図8Cとによれば、第一制御部50と第二制御部60とを適用する場合には、第二制御部60のみを適用する場合に比べて、最大波が小さくなることに伴って、振動がより早期に減衰している。   Further, according to FIGS. 8A and 8B, when the first control unit 50 and the second control unit 60 are applied, the vibration is attenuated faster than when only the first control unit 50 is applied. doing. Furthermore, according to FIG. 8A and FIG. 8C, when applying the 1st control part 50 and the 2nd control part 60, a maximum wave becomes small compared with the case where only the 2nd control part 60 is applied. As a result, the vibration is attenuated earlier.

また、それぞれの最大音圧は、表1に示すとおりである。表1に示すように、第一制御部50と第二制御部60とを適用する場合が、他の場合に比べて、最も良好な結果を得られることが分かる。なお、最大音圧は、面材から放射された音圧を面材の略中央の下部に配置した精密騒音計(リオン株式会社製NL31)で実測した波形から31.5Hz帯域(1/1オクターブバンド)の最大音圧(dB)を算出した値である。   Each maximum sound pressure is as shown in Table 1. As shown in Table 1, it can be seen that the best results can be obtained when the first control unit 50 and the second control unit 60 are applied as compared to other cases. The maximum sound pressure is 31.5 Hz band (1/1 octave) from the waveform measured with a precision sound level meter (NL31 manufactured by Lion Co., Ltd.) in which the sound pressure radiated from the face material is arranged at the lower part of the center of the face material. The maximum sound pressure (dB) of the band) is calculated.

Figure 2015175405
Figure 2015175405

(5.効果)
以上より、第一制御部50が振動初期の振動レベルに応じたフィードフォワード制御を行うことにより、高速な制振効果が得られる。さらに、振動初期の振動レベルに応じて、異なる第一出力信号がアクチュエータ20に出力される。従って、振動初期の振動レベルに適した制振効果が得られる。このように、振動開始直後の最大波付近における制振効果を確実に発揮することにより、結果として、面材10の高い制振効果が得られる。
(5. Effect)
As described above, the first control unit 50 performs feedforward control according to the vibration level at the initial stage of vibration, so that a high-speed vibration damping effect can be obtained. Further, a different first output signal is output to the actuator 20 according to the vibration level at the initial stage of vibration. Therefore, a damping effect suitable for the vibration level at the initial stage of vibration can be obtained. As described above, by reliably exhibiting the damping effect near the maximum wave immediately after the start of vibration, a high damping effect of the face material 10 can be obtained as a result.

さらに、制御装置40は、第一制御部50に加えて、モーダルフィルタリングを行う第二制御部60を備える。上記から分かるように、モーダルフィルタリングを行うことによる振動抑制効果は、面材10の振動モードが安定した後に効果を発揮する。面材10の振動モードは、振動が発生して直ちに安定するのではなく、振動レベルが増大したころに安定することになる。つまり、モーダルフィルタリングによる振動抑制効果は、最大波より後に発揮する。一方、第一制御部50による振動抑制効果は、振動開始直後の最大波のピーク値の低減を可能とする。このように、制御装置40が第一制御部50と第二制御部60とを備えることにより、振動開始直後の最大波の振動の抑制とその後の振動の効果的な抑制とが可能となる。   Furthermore, the control device 40 includes a second control unit 60 that performs modal filtering in addition to the first control unit 50. As can be seen from the above, the vibration suppression effect by performing modal filtering is effective after the vibration mode of the face material 10 is stabilized. The vibration mode of the face material 10 is not stabilized immediately after the vibration is generated, but is stabilized when the vibration level is increased. That is, the vibration suppression effect by modal filtering is exhibited after the maximum wave. On the other hand, the vibration suppression effect by the first control unit 50 enables reduction of the peak value of the maximum wave immediately after the start of vibration. As described above, when the control device 40 includes the first control unit 50 and the second control unit 60, it is possible to suppress the vibration of the maximum wave immediately after the start of vibration and to effectively suppress the subsequent vibration.

また、第一制御部50は、卓越周波数の第一波の発生時から最大波のピーク時より前までの間における振動レベルを検出し、当該振動レベルに応じた第一出力信号をアクチュエータ20に出力する。第一制御部50が最大波のピーク時よりも前における振動レベルを用いたフィードフォワード制御を行うことにより、卓越周波数の最大波のピーク値の低減が可能となる。   Further, the first control unit 50 detects a vibration level from when the first wave of the dominant frequency is generated to before the peak of the maximum wave, and outputs a first output signal corresponding to the vibration level to the actuator 20. Output. When the first control unit 50 performs the feedforward control using the vibration level before the peak time of the maximum wave, the peak value of the maximum wave of the dominant frequency can be reduced.

また、第一信号出力部53は、最大波のピーク時より前に第一出力信号をアクチュエータ20に出力する。つまり、アクチュエータ20の加振は、最大波のピーク時より前に開始される。従って、最大波のピーク値が確実に低減する。より詳細には、第一信号出力部53は、最大波から第一出力信号をアクチュエータ20に出力開始し、最大波から所定数の波において、第一出力信号の出力を停止する。フィードフォワード制御である第一制御部50による制振効果は、振動モードが安定する前までにおいて効果的に作用する。従って、第一信号出力部53が第一出力信号の出力を最大波から所定数の波において停止するとしても、十分な制振効果が発揮される。また、長期においてフィードフォワード制御を行うことによる悪影響を受けることがない。   The first signal output unit 53 outputs the first output signal to the actuator 20 before the peak time of the maximum wave. That is, the excitation of the actuator 20 is started before the peak of the maximum wave. Therefore, the peak value of the maximum wave is reliably reduced. More specifically, the first signal output unit 53 starts to output the first output signal to the actuator 20 from the maximum wave, and stops outputting the first output signal at a predetermined number of waves from the maximum wave. The vibration suppression effect by the first control unit 50 that is feedforward control works effectively before the vibration mode is stabilized. Therefore, even if the first signal output unit 53 stops the output of the first output signal at the predetermined number of waves from the maximum wave, a sufficient damping effect is exhibited. Further, there is no adverse effect due to the feedforward control over a long period.

また、記憶部51に記憶される各々の第一出力信号1a〜1c,・・・,5a〜5cは、面材10に異なる大きさの振動を付与した場合のセンサ31〜35の各々の検出値に基づいて推定されたアクチュエータ20の位置における各々の振動の逆位相の振動に対応する。つまり、各々の第一出力信号1a,・・・は、予め面材10に異なる大きさの振動が付与された時に生じるセンサ31〜35の各々の検出値に基づいて得られる。さらに、各々の検出値に基づいてアクチュエータ20の位置における各々の振動が推定され、推定された振動の逆位相の振動に対応するように第一出力信号1a,・・・が得られる。このようにして得られた第一出力信号1a,・・・を用いることにより、確実に面材10の振動の低減が可能となる。   Moreover, each 1st output signal 1a-1c, ..., 5a-5c memorize | stored in the memory | storage part 51 is each detection of the sensors 31-35 at the time of giving the vibration of a magnitude | size different to the face material 10. This corresponds to the vibration of the opposite phase of each vibration at the position of the actuator 20 estimated based on the value. That is, each 1st output signal 1a, ... is obtained based on each detection value of the sensors 31-35 which arise when the vibration of a magnitude | size different to the face material 10 is previously provided. Further, each vibration at the position of the actuator 20 is estimated based on each detected value, and the first output signal 1a,... Is obtained so as to correspond to the vibration having the opposite phase of the estimated vibration. By using the first output signals 1a,... Thus obtained, the vibration of the face material 10 can be reliably reduced.

また、第一信号出力部53は、検出値が所定閾値を最初に超えたセンサを用いて、第一出力信号を決定するか、振動初期の振動レベルが最大となるセンサを用いて、第一出力信号を決定するようにしている。これらにより、効果的に、面材の振動の低減が可能となる。   Further, the first signal output unit 53 determines the first output signal using a sensor whose detection value first exceeds a predetermined threshold value, or uses a sensor with the maximum vibration level at the initial stage of vibration to The output signal is determined. As a result, it is possible to effectively reduce the vibration of the face material.

また、センサ31〜35の検出値のサンプリング周波数は、面材10の振動特性における卓越周波数の2倍以上、好ましくは5倍以上、より好ましくは10倍以上とする。これにより、確実に、卓越周波数の最大波の低減が可能となる。   In addition, the sampling frequency of the detection values of the sensors 31 to 35 is set to be twice or more, preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more the dominant frequency in the vibration characteristics of the face material 10. Thereby, the maximum wave of the dominant frequency can be surely reduced.

また、第一信号出力部53は、アクチュエータ20に第一出力信号を出力した時から、センサ31〜35の検出値が閾値Thを下回るまでの間、アクチュエータ20に次の第一出力信号を出力しない。これにより、第一制御部50による振動低減対象が、振動開始直後の最大波付近における振動となる。従って、確実に振動開始直後の最大波付近における振動の低減が可能となる。   The first signal output unit 53 outputs the next first output signal to the actuator 20 from when the first output signal is output to the actuator 20 until the detection value of the sensors 31 to 35 falls below the threshold Th. do not do. Thereby, the vibration reduction target by the first control unit 50 is vibration near the maximum wave immediately after the start of vibration. Therefore, it is possible to reliably reduce vibration in the vicinity of the maximum wave immediately after the start of vibration.

(6.センサ31〜35の配置決定処理)
次に、複数のセンサ31〜35の配置を決定する処理について、図9〜図17,図20を参照して説明する。この処理により、複数のセンサ31〜35は、対象となる各センサ31〜35の位置における複素固有モードベクトルの成分の位相差、及び、対象となる各センサ31〜35の位置における複数のモード次数の複素固有モードベクトルより2つを選ぶ全ての組合せに対する直交性評価値MACに基づいて決定された位置に配置される。すなわち、複数のモード次数についての位相差及び直交性評価値MACを考慮して、複数のセンサ31〜35の配置位置を決定する。以下、詳細に説明する。
(6. Placement determination process of sensors 31 to 35)
Next, processing for determining the arrangement of the plurality of sensors 31 to 35 will be described with reference to FIGS. 9 to 17 and 20. By this processing, the plurality of sensors 31 to 35 have the phase difference of the components of the complex eigenmode vector at the positions of the respective sensors 31 to 35 and the plurality of mode orders at the positions of the respective sensors 31 to 35. Are arranged at positions determined based on the orthogonality evaluation value MAC for all combinations of two selected from the complex eigenmode vectors. That is, the arrangement positions of the plurality of sensors 31 to 35 are determined in consideration of the phase differences and orthogonality evaluation values MAC for the plurality of mode orders. Details will be described below.

各センサ候補位置Pの各モード次数の複素固有モードベクトルXの成分(振幅B,位相θ)を算出する(図9のS1)。ここで、図10に示すように、面材10上の多数の候補位置(ここでは、55箇所)をPj(j=1〜n)(n=55)として、設定する。これらのセンサ候補位置P1〜P55は、センサ31〜35を配置し得る位置である。なお、図10においては、各センサ候補位置P1〜P55は、面材10を四角形の要素に分割したときの各節点としたが、三角形要素としてもよいし、他の形状の要素に分割してもよい。   The component (amplitude B, phase θ) of the complex eigenmode vector X of each mode order at each sensor candidate position P is calculated (S1 in FIG. 9). Here, as shown in FIG. 10, a large number of candidate positions (here, 55 locations) on the face material 10 are set as Pj (j = 1 to n) (n = 55). These sensor candidate positions P1 to P55 are positions where the sensors 31 to 35 can be arranged. In FIG. 10, the sensor candidate positions P1 to P55 are the nodes when the face material 10 is divided into quadrilateral elements, but may be triangular elements or divided into other shape elements. Also good.

そして、センサ31〜35の面材10上の候補位置Pjにおける変位 uj(t)の一般解は、式(1)により表される。つまり、各センサ候補位置Pjにおける変位uj(t)は、式(1)に示すように、各モード次数mの変位の和となり、各モード次数mの変位は、該当するモード次数mの固有モードベクトルXmにより表される。 The general solution of the displacement u j (t) at the candidate position Pj on the face material 10 of the sensors 31 to 35 is expressed by the equation (1). That is, the displacement u j (t) at each sensor candidate position Pj is the sum of the displacements of each mode order m, as shown in Equation (1), and the displacement of each mode order m is unique to the corresponding mode order m. Represented by the mode vector Xm.

Figure 2015175405
Figure 2015175405

そして、面材10の有する減衰は、一般に、レイリー減衰などの比例減衰では表されず非比例減衰になることがしばしば生じる。このとき、センサ候補位置Pj(j=1,2,・・・,55)におけるm次固有モードベクトルXmjは、その各成分が異なる偏角を持つ複素数となるような複素固有モードベクトルとなる。従って、各センサ候補位置Pjにおけるm次固有モードベクトルXmjの成分は、式(2)のように表される。センサ候補位置Pjによって位相θmjが異なる。 In general, the attenuation of the face material 10 is often not proportional to attenuation such as Rayleigh attenuation but often becomes non-proportional attenuation. At this time, the m-th eigenmode vector X mj at the sensor candidate position Pj (j = 1, 2,..., 55) is a complex eigenmode vector in which each component is a complex number having a different declination. . Therefore, the component of the m-th order eigenmode vector X mj at each sensor candidate position Pj is expressed as in Expression (2). The phase θ mj differs depending on the sensor candidate position Pj.

Figure 2015175405
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この式(2)における振幅Bmjと位相θmjについて、図11に示す複素平面を用いて説明する。図11に示すように、複素平面上において、複素固有モードベクトルXmjの成分の振幅Bmjは、原点からの距離として表され、位相θmjは、実数Reの正軸からの反時計回りの角度として表される。つまり、複素固有モードベクトルXmjの成分を実数と虚数に分解すると、式(3)のようになる。 The amplitude B mj and phase θ mj in this equation (2) will be described using the complex plane shown in FIG. As shown in FIG. 11, in the complex plane, the amplitude B mj components of the complex eigenmodes vector X mj is expressed as the distance from the origin, the phase theta mj is counterclockwise from the positive axis of real number Re Expressed as an angle. That is, when the component of the complex eigenmode vector X mj is decomposed into a real number and an imaginary number, Expression (3) is obtained.

Figure 2015175405
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つまり、図9のS1において、各候補位置Pjにおける振動の挙動をモード次数m毎にモード分解することで、各候補位置Pjにおける複素固有モードベクトルXmjの成分の振幅Bmj及び位相θmjを算出することができる。ここで、各成分Bmjmjの算出の際に、各候補位置Pjの振動の挙動は、解析により得ることもできるし、実験による同定値として得ることもできる。 That is, in S1 of FIG. 9, the vibration behavior at each candidate position Pj is mode-decomposed for each mode order m, so that the amplitude B mj and the phase θ mj of the component of the complex eigenmode vector X mj at each candidate position Pj are obtained. Can be calculated. Here, when calculating each component B mj , θ mj , the vibration behavior of each candidate position Pj can be obtained by analysis or can be obtained as an identification value by experiment.

続いて、図12に示すように、振動モードのモード次数m毎に、各候補位置Pjの複素固有モードベクトルXmjの成分の位置を複素平面上にプロットする(図9のS2)。ここでは、1次〜5次までの振動モードについて処理するため、5つの複素平面ができる。そして、各複素平面上において、55個の点がプロットされる。ただし、図においては、説明の容易化のため、点の数は異なる。 Subsequently, as shown in FIG. 12, the position of the component of the complex eigenmode vector X mj of each candidate position Pj is plotted on the complex plane for each mode order m of the vibration mode (S2 in FIG. 9). Here, since the first to fifth vibration modes are processed, five complex planes are formed. Then, 55 points are plotted on each complex plane. However, in the figure, the number of points is different for ease of explanation.

続いて、モード次数m毎に、全ての候補位置Pj(j=1〜55)の位相θmjの平均値Φmを算出する。位相平均値Φmは、式(4)により算出する(図9のS3)。つまり、位相平均値Φmは、原点を通り、点群を近似する平均的な直線を最小二乗法により求めたときの傾きに類似する。この位相平均値Φmは、図12に示す。また、図12には、点P1〜P55の近似直線を実線にて示す。 Subsequently, an average value Φ m of the phases θ mj of all candidate positions Pj (j = 1 to 55) is calculated for each mode order m. The phase average value Φ m is calculated by the equation (4) (S3 in FIG. 9). That is, the phase average value Φ m is similar to the slope when an average straight line that approximates the point group passing through the origin is obtained by the least square method. This phase average value Φ m is shown in FIG. In FIG. 12, the approximate straight line of points P1 to P55 is shown by a solid line.

Figure 2015175405
Figure 2015175405

続いて、図13に示すように、モード次数m毎に、複素平面上にて、各候補位置Pjについて、原点を中心とする角度−Φmの回転座標変換を行う(図9のS4)。そうすると、複素平面上の点Pj(j=1〜55)の近似直線が実数軸に一致する状態となる。この処理は、後の処理を行いやすくするために行う。 Subsequently, as shown in FIG. 13, for each mode order m, on the complex plane, rotation coordinate transformation of an angle −Φ m centered on the origin is performed for each candidate position Pj (S4 in FIG. 9). As a result, the approximate straight line of the point Pj (j = 1 to 55) on the complex plane coincides with the real axis. This process is performed to facilitate the subsequent process.

続いて、複素平面上において、候補位置Pjの中から、位相差が設定範囲Y内となる位置Pを抽出する(図9のS5)。具体的には、位置Pjの中から、予め設定された閾値直線Thma,Thmbの間の範囲Y内にある複数の候補位置Pを抽出する。これは、複素固有モードベクトルXmjの成分は上述したように相互に位相差を有するが、それらの中から位相差が無視できるような複数の候補位置Pを抽出することを意味する。 Subsequently, a position P where the phase difference is within the set range Y is extracted from the candidate positions Pj on the complex plane (S5 in FIG. 9). Specifically, a plurality of candidate positions P within a range Y between preset threshold straight lines Th ma and Th mb are extracted from the positions Pj. This means that although the components of the complex eigenmode vector X mj have a phase difference with each other as described above, a plurality of candidate positions P from which the phase difference can be ignored are extracted.

このようにすることで、抽出された複数の候補位置Pは、見かけ上、実モードとなり、モーダルフィルタリング処理を適用できる。ここで、閾値直線Thma,Thmbは、図14に示すように、原点を通り、実数軸に対してそれぞれ異なる傾き(±ψm)を持つ直線である。つまり、当該範囲Yは、少なくとも実数軸の一部分を含む範囲となる。具体的には、閾値直線Thma,Thmbは、式(5)にて表される。 By doing so, the plurality of extracted candidate positions P appear to be in a real mode, and a modal filtering process can be applied. Here, the threshold straight lines Th ma and Th mb are straight lines that pass through the origin and have different slopes (± ψ m ) with respect to the real number axis, as shown in FIG. That is, the range Y is a range including at least a part of the real axis. Specifically, the threshold straight lines Th ma and Th mb are expressed by Expression (5).

Figure 2015175405
Figure 2015175405

そして、位相差の設定範囲Y(図14のハッチング)内に含まれる候補位置Pは、式(6)を満たす位相θmjとなる候補位置Pである。つまり、式(6)を満たす位相θmjとなる候補位置Pは、相互に位相差が小さく、かつ、原点から遠い位置となる。換言すると、当該設定範囲Y内に含まれる候補位置Pを抽出することにより、相互に位相差が大きなセンサ候補位置Pが排除されることに加えて、原点付近のセンサ候補位置Pが排除される。 A candidate position P included in the phase difference setting range Y (hatching in FIG. 14) is a candidate position P having a phase θ mj that satisfies Expression (6). That is, the candidate position P that is the phase θ mj that satisfies Expression (6) is a position that has a small phase difference and is far from the origin. In other words, by extracting candidate positions P included in the setting range Y, sensor candidate positions P near the origin are excluded in addition to sensor candidate positions P having a large phase difference between them. .

Figure 2015175405
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このように、位相差が小さな候補位置Pを抽出することにより、見かけ上、実モードとして取り扱うことができる。また、複素平面上の原点付近は、振動モード形の節付近となり、当該モード振動の振幅が小さくなるため、種々のノイズの影響を受けやすくなる結果、振動抑制効果を得ることができないおそれがある。しかし、上記処理により、原点付近のセンサ候補位置Pが排除されているため、振動モーダル応答の振幅が大きくなるため、ノイズの影響を受けにくい。   Thus, by extracting the candidate position P with a small phase difference, it can be treated as an actual mode apparently. In addition, the vicinity of the origin on the complex plane is near the node of the vibration mode shape, and the amplitude of the mode vibration becomes small, so that it is easily affected by various noises, so that the vibration suppression effect may not be obtained. . However, since the sensor candidate position P in the vicinity of the origin is eliminated by the above processing, the amplitude of the vibration modal response is increased, and thus it is hardly affected by noise.

図14には、1次モード(m=1)について示したが、他の次数モードについても同様に処理する。例えば、2次モード(m=2)の場合には、図15に示すとおりである。ここで、1次モードにおいて位相差の設定範囲Yに含まれる候補位置Pと、2次モードにおいて位相差の設定範囲Yに含まれる候補位置Pとは、異なる。このように、それぞれのモード次数mにおいて、位相差の設定範囲Yに含まれる位置Pは異なる。なお、直線閾値Thma,Thmbの傾き(±ψm)は、モード次数m毎に異なる値としてもよいし、同一値としてもよい。 Although FIG. 14 shows the primary mode (m = 1), the same processing is performed for other order modes. For example, the secondary mode (m = 2) is as shown in FIG. Here, the candidate position P included in the phase difference setting range Y in the primary mode is different from the candidate position P included in the phase difference setting range Y in the secondary mode. As described above, the position P included in the phase difference setting range Y is different in each mode order m. Note that the slopes (± ψ m ) of the straight line thresholds Th ma and Th mb may be different values for each mode order m, or may be the same value.

続いて、全てのモード次数(m=1〜5)において、共通する候補位置Pを抽出する(図9のS6)。抽出された候補位置Pは、図16の黒丸にて示す候補位置Pとなる。この時点において抽出されている候補位置Pは、1〜5次の全てにおいて、相互に位相差が小さく、かつ、原点から遠い関係を有する。   Subsequently, a common candidate position P is extracted in all mode orders (m = 1 to 5) (S6 in FIG. 9). The extracted candidate position P becomes a candidate position P indicated by a black circle in FIG. The candidate positions P extracted at this point have a relationship that the phase differences are small and far from the origin in all the first to fifth orders.

続いて、S6で抽出された候補位置Pの中から、直交性評価値を用いて、5個の候補位置Pを抽出する(図9のS7)。ここで、モーダルフィルタリング処理を適用するためには、抽出された5個の候補位置Pに対応する成分より作られたモードベクトルXp1,Xp2,・・・,Xp5を考え、そのうち何れの1つもそれ以外の4つと1次従属に近い状態にならず、相互になるべく直交に近いことが望ましい。 Subsequently, five candidate positions P are extracted from the candidate positions P extracted in S6 using the orthogonality evaluation value (S7 in FIG. 9). Here, in order to apply the modal filtering process, mode vectors X p1 , X p2 ,..., X p5 created from components corresponding to the five extracted candidate positions P are considered. It is desirable that one is not close to the primary dependency with the other four, and is as close to orthogonal as possible.

そこで、この判定に、直交性評価値としてモード信頼性評価基準MAC(Modal Assurance Criterion)を用いる。直交性評価値MACは、モードベクトルXa,Xb間の相関を示す指標であり、式(7)で定義される。式(7)において、Xpa,Xpbの定義、Xpa,Xpbの内積(Xpa・Xpb)の定義、及び、‖Xpa2, ‖Xpb2の定義は、式(8)に示す通りである。 Therefore, a mode reliability evaluation criterion MAC (Modal Assurance Criterion) is used as the orthogonality evaluation value for this determination. The orthogonality evaluation value MAC is an index indicating the correlation between the mode vectors Xa and Xb, and is defined by Expression (7). In the formula (7), X pa, the definition of X pb, X pa, the definition of the inner product of X pb (X pa · X pb ), and, ‖X pa2, the definition of ‖X pb2, the formula ( It is as shown in 8).

Figure 2015175405
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Figure 2015175405
Figure 2015175405

そして、MAC(Xpa,Xpb)の値が、1に近いほど二つのモードベクトルXpa,Xpbが接近し、0に近いほど直交に近いこととなる。つまり、相互に直交に近いモードベクトルの組Xp1,・・・,Xp5を見出すことは、a次モード、b次モードのa≠bであるような全ての組合せについて、MAC(Xpa,Xpb)の値が0に近くなるセンサの候補位置Pを抽出することに相当する。 The closer the value of MAC (X pa , X pb ) is to 1, the closer the two mode vectors X pa , X pb are, and the closer to 0, the closer to orthogonal. That is, finding a set of mode vectors X p1 ,..., X p5 that are nearly orthogonal to each other means that for all combinations where a ≠ b of the a-order mode and b-order mode, MAC (X pa , This corresponds to extracting a candidate position P of the sensor whose value of X pb ) is close to zero.

そこで、図9のS6で抽出された候補位置Pの中から5個の位置Pの組み合わせを作る。そして、それぞれの5個の組み合わせの候補位置Pに対して、式(9)に示す評価関数Jの値を算出し、当該評価関数Jが最小値となる組み合わせの候補位置Pを抽出する。   Therefore, a combination of five positions P is created from the candidate positions P extracted in S6 of FIG. Then, for each of the five candidate positions P of the combination, the value of the evaluation function J shown in the equation (9) is calculated, and the candidate position P of the combination having the minimum evaluation function J is extracted.

Figure 2015175405
Figure 2015175405

このようにして抽出された候補位置Pは、図17に示す5個の候補位置P12,P27,P29,P41,P45となる。そして、図20に示すように、センサ31〜35の配置位置を、抽出された候補位置P12,P27,P29,P41,P45に決定する(図9のS8)。これらの位置P12,P27,P29,P41,P45は、1〜5次の全てにおいて、相互に位相差が小さく、原点から遠い関係を有すると共に、固有モードベクトルが相互に直交に近い関係を有する。従って、これらの位置P12,P27,P29,P41,P45に配置されたセンサ31〜35により検出された検出値を用いて、モーダルフィルタリング処理を行うことができると共に、ノイズの影響を受けにくい状態で振動を検出することができる。   The candidate positions P thus extracted are the five candidate positions P12, P27, P29, P41, and P45 shown in FIG. Then, as shown in FIG. 20, the arrangement positions of the sensors 31 to 35 are determined as the extracted candidate positions P12, P27, P29, P41, and P45 (S8 in FIG. 9). These positions P12, P27, P29, P41, and P45 have a relationship that the phase difference is small and far from the origin in all of the first to fifth orders, and the eigenmode vectors are close to orthogonal to each other. Therefore, modal filtering processing can be performed using the detection values detected by the sensors 31 to 35 arranged at these positions P12, P27, P29, P41, and P45, and it is difficult to be affected by noise. Vibration can be detected.

(7.アクチュエータ20の配置決定処理)
次に、アクチュエータ20の配置を決定する処理について、図18〜図20を参照して説明する。この処理により、アクチュエータ20は、抽出されたセンサの5個の候補位置Pjにおけるm次複素固有モードベクトルXmjの成分の位相θmjと当該アクチュエータ20の面材10上の候補位置PACTにおけるm次複素固有モードベクトルXm(ACT)の成分の位相θm(ACT)との位相差に基づいて決定された位置に配置される。以下、詳細に説明する。
(7. Arrangement Determination Processing of Actuator 20)
Next, processing for determining the arrangement of the actuator 20 will be described with reference to FIGS. By this processing, the actuator 20 causes the phase θ mj of the component of the m-th order complex eigenmode vector X mj at the five extracted sensor candidate positions Pj and m at the candidate position P ACT of the actuator 20 on the face material 10. The components of the second complex eigenmode vector X m (ACT) are arranged at positions determined based on the phase difference from the phase θ m (ACT) . Details will be described below.

アクチュエータ20の位置として、センサ31〜35の各位置における各モード次数mにおける位相平均値Φmに近く、かつ、複素平面上の原点から遠い位置PActを取得する(図18のS11)。この位置PActは、上述したセンサ配置決定処理において算出した面材10の各候補位置Pj(j=1〜55)の複素固有モードベクトルXmjの成分(Bmjmj)を用いる。 As the position of the actuator 20, a position P Act that is close to the phase average value Φ m at each mode order m at each position of the sensors 31 to 35 and that is far from the origin on the complex plane is acquired (S11 in FIG. 18). This position P Act uses the component (B mj , θ mj ) of the complex eigenmode vector X mj of each candidate position Pj (j = 1 to 55) of the face material 10 calculated in the sensor arrangement determination process described above.

図19に、面材10の各位置Pjの複素固有モードベクトルXmjの成分を複素平面上にプロットしている。そして、アクチュエータ20の位置は、位置PA1が最良となる。この理由について説明する。 In FIG. 19, the components of the complex eigenmode vector X mj at each position Pj of the face material 10 are plotted on the complex plane. The position of the actuator 20 is best at the position PA1. The reason for this will be described.

センサ31〜35の位置P12,P27,P29,P41,P45とアクチュエータ20の位置とで固有モードベクトル成分に位相差が生じる場合には、センサ31〜35の検出値から算出された制御力をアクチュエータ20に出力させると、制御力と加振点のモーダル応答振動に位相差を生じる。   When a phase difference occurs in the eigenmode vector component between the positions P12, P27, P29, P41, and P45 of the sensors 31 to 35 and the position of the actuator 20, the control force calculated from the detection values of the sensors 31 to 35 is used as the actuator. When output to 20, a phase difference is generated between the control force and the modal response vibration of the excitation point.

ここで、固有周波数ωのある振動モードにおいて、アクチュエータ20の位置PActとセンサ位置P12,P27,P29,P41,P45との固有モードベクトル成分の位相差をζとすると、センサ位置P12,P27,P29,P41,P45での速度dusen/dt、アクチュエータ20の位置PActでの速度duAct/dtは、式(10)のように表される。 Here, in the vibration mode having the natural frequency ω, if the phase difference of the natural mode vector component between the position P Act of the actuator 20 and the sensor positions P12, P27, P29, P41, and P45 is ζ, the sensor positions P12, P27, The speed du sen / dt at P29, P41, and P45 and the speed du Act / dt at the position P Act of the actuator 20 are expressed as shown in Expression (10).

Figure 2015175405
Figure 2015175405

このとき、例えば、速度比例の制御力fActを算出すると、式(11)のようになる。 At this time, for example, when the control force f Act proportional to the speed is calculated, the equation (11) is obtained.

Figure 2015175405
Figure 2015175405

ここで、アクチュエータ20の位置PActでの振動の運動方程式に式(11)を代入すると、式(12)のようになり、式(12)を展開すると式(13)のようになる。 Here, substituting Equation (11) into the equation of motion of the vibration at the position P Act of the actuator 20 yields Equation (12), and Equation (12) expands to Equation (13).

Figure 2015175405
Figure 2015175405

Figure 2015175405
Figure 2015175405

式(13)から分かるように、制御力fとその位置PActでの速度に位相差を生じ、減衰付与の状況から外れ、結果として制御効果が損なわれることになる。例えば、図19における位置PA3にアクチュエータ20を配置すると、位相差が大きくなり、制御効果が低下する。 As can be seen from the equation (13), a phase difference is generated between the control force f and the velocity at the position P Act , and the control effect is lost. As a result, the control effect is impaired. For example, when the actuator 20 is arranged at the position PA3 in FIG. 19, the phase difference becomes large and the control effect decreases.

また、ある振動モード形の節では、当該モード振動の振幅が小さいため、その位置で加振したとしてもモーダル応答に対する影響が小さい。そのため、節となる位置にアクチュエータ20を配置すると、その節となる振動モードへの振動抑制制御が行われないことになる。そこで、振動抑制制御を行うためには、アクチュエータ20を振動モード形の節以外に配置することが必要であり、特に振動モード形の腹に近いことが望ましい。   Further, in a certain vibration mode type node, the amplitude of the mode vibration is small, so even if vibration is applied at that position, the influence on the modal response is small. For this reason, when the actuator 20 is arranged at a position that becomes a node, vibration suppression control to the vibration mode that becomes the node is not performed. Therefore, in order to perform vibration suppression control, it is necessary to dispose the actuator 20 other than the vibration mode type node, and it is particularly desirable that the actuator 20 be close to the vibration mode type antinode.

ここで、複素平面上の原点は、振動モード形の節となる位置である。例えば、図19における位置PA2は、1次モード形の節となる位置である。そのため、当該位置PA2は、アクチュエータ20の位置PActとしては適切ではない。 Here, the origin on the complex plane is a position that becomes a node of the vibration mode shape. For example, the position PA2 in FIG. 19 is a position that becomes a node of the primary mode shape. Therefore, the position PA2 is not appropriate as the position P Act of the actuator 20.

以上より、アクチュエータ20の位置PActとしては、図19に示す複素平面上の位置PA1が最良となる。この位置の算出方法としては、例えば、各モード次数mにおける位相平均値Φmとの位相差が小さな候補位置Pを複数抽出する、もしくは、位相差が小さな候補位置Pのうち隣接位置の組合せを複数組抽出する。これらの中から、最も振幅Bの大きな候補位置P、もしくは組合せを抽出する。 Thus, as the position P Act of the actuator 20, the position PA1 on the complex plane shown in FIG. 19 is optimized. The method of calculating the position, for example, a phase difference between the phase average value [Phi m in each mode order m is more extracts small candidate position P, or the phase difference is a combination of adjacent positions of the small candidate positions P Extract multiple sets. A candidate position P or a combination having the largest amplitude B is extracted from these.

続いて、抽出した候補位置Pもしくは候補位置Pの組合せに基づいて、アクチュエータ20の配置位置を決定する(図18のS12)。S11にて、隣接位置Pの組合せではなく、ある一箇所の候補位置Pそのものが抽出された場合には、当該候補位置Pをアクチュエータ20の配置位置PActに決定する。 Subsequently, the arrangement position of the actuator 20 is determined based on the extracted candidate position P or the combination of candidate positions P (S12 in FIG. 18). In S11, when a certain candidate position P itself is extracted instead of the combination of the adjacent positions P, the candidate position P is determined as the arrangement position P Act of the actuator 20.

S11にて、隣接位置Pの組合せが抽出された場合には、当該組合せに基づいてアクチュエータ20の配置位置PActを決定する。例えば、上記処理により、位置P18とP19の組が抽出されたとすると、図20の位置PActにて示すように、位置P18,P19の中間点を、アクチュエータ20の配置位置として決定する。 When the combination of the adjacent positions P is extracted in S11, the arrangement position P Act of the actuator 20 is determined based on the combination. For example, if a set of positions P18 and P19 is extracted by the above processing, an intermediate point between the positions P18 and P19 is determined as an arrangement position of the actuator 20, as indicated by a position P Act in FIG.

図20に示すように、センサ31〜35を位置P12,P27,P29,P41,P45に配置し、かつ、アクチュエータ20を位置PActに配置して、制御装置40にて、センサ31〜35の検出値を用いてモード分解して1〜5次モードの制御力を算出し、当該制御力によりアクチュエータ20を駆動することで、面材10の1〜5次の振動モードの振動を抑制することができる。 As shown in FIG. 20, sensors 31 to 35 are arranged at positions P12, P27, P29, P41, and P45, and actuator 20 is arranged at position P Act . By mode decomposing using the detected value, the control force of the 1st to 5th order modes is calculated, and the actuator 20 is driven by the control force, thereby suppressing the vibration of the 1st to 5th order vibration modes of the face material 10 Can do.

この理由は、以下のとおりである。複数のセンサ31〜35は、m次複素固有モードベクトルXmの成分の位相差が小さくなる位置に配置している。そのため、配置された複数のセンサ31〜35同士の固有モーダル応答の位相差が小さくなるため、実モードと同等に取り扱うことができることになり、複数のセンサ31〜35の検出値に対してモーダルフィルタリング処理を適用可能となるからである。 The reason for this is as follows. A plurality of sensors 31 to 35, the phase difference between the components of the m-th complex eigenmode vector X m are arranged in reduced position. Therefore, since the phase difference of the intrinsic modal response between the plurality of sensors 31 to 35 arranged becomes small, it can be handled in the same manner as the actual mode, and modal filtering is performed on the detection values of the plurality of sensors 31 to 35. This is because the processing can be applied.

さらに、次の理由としては、配置された複数のセンサ31〜35同士は、直交性評価値MACを用いて相互に直交性を有する位置に配置されていることにより、モーダルフィルタリング処理を適用可能となるからである。従って、複素固有モードベクトルXを有する面材10において、少数のセンサ31〜35の検出値に基づいてアクチュエータ20を制御することにより、確実に面材10の面外振動を抑制することができる。仮に、複数のセンサ31〜35の位置の固有モードベクトルXが1次従属に近い場合には、モーダルフィルタリング処理を適用できない。   Further, as the following reason, the modal filtering process can be applied by arranging the arranged sensors 31 to 35 at positions having orthogonality with each other using the orthogonality evaluation value MAC. Because it becomes. Therefore, in the face material 10 having the complex eigenmode vector X, the out-of-plane vibration of the face material 10 can be reliably suppressed by controlling the actuator 20 based on the detection values of the small number of sensors 31 to 35. If the eigenmode vector X at the positions of the plurality of sensors 31 to 35 is close to the primary dependency, the modal filtering process cannot be applied.

さらに、モーダルフィルタリング処理により、複数のモード次数mについての処理を行っている。特に、センサ31〜35の配置位置として、複数のモード次数m全てに対して振動抑制効果を発揮できる候補位置Pを抽出している。従って、複数のモード次数(上記においては、1〜5次)の振動モードに対して振動抑制効果を発揮できる。   Furthermore, processing for a plurality of mode orders m is performed by modal filtering processing. In particular, as the arrangement positions of the sensors 31 to 35, candidate positions P that can exhibit a vibration suppressing effect for all the plurality of mode orders m are extracted. Therefore, the vibration suppressing effect can be exhibited with respect to the vibration modes of a plurality of mode orders (1 to 5 in the above).

<第二実施形態>
次に、第二実施形態の制御装置140について、図22を参照して説明する。図22に示すように、制御装置140は、第一制御部50と第二制御部160とを備える。第一制御部50は、第一実施形態と同一である。
<Second embodiment>
Next, the control apparatus 140 of 2nd embodiment is demonstrated with reference to FIG. As shown in FIG. 22, the control device 140 includes a first control unit 50 and a second control unit 160. The first control unit 50 is the same as in the first embodiment.

第二制御部160は、モーダルフィルタリングを行わず、センサ31〜35の検出値に基づいて所定のモードに対応する第二出力信号を生成し、当該第二出力信号に基づいてアクチュエータ20を制御する。第二制御部160は、第一制御部50と並列に実行される。   The second control unit 160 does not perform modal filtering, generates a second output signal corresponding to a predetermined mode based on the detection values of the sensors 31 to 35, and controls the actuator 20 based on the second output signal. . The second control unit 160 is executed in parallel with the first control unit 50.

第二制御部160は、図22に示すように、モード信号生成部161と、第二信号出力部162とを備える。モード信号生成部161は、センサ31〜35の検出値に基づいて、モーダルフィルタリングを行わずに、所定のモードに対応する第二出力信号を生成する。センサ31〜35がそれぞれ所定のモードの振動を検出できるように配置されることで、モーダルフィルタリングを行わずに、所定のモードに対応する第二出力信号が生成される。例えば、モード信号生成部161は、1つのセンサの検出値に基づいて1種のモードに対応する第二出力信号を生成してもよいし、複数のセンサの検出値に基づいて、1種のモードに対応する第二出力信号を生成してもよい。   As shown in FIG. 22, the second control unit 160 includes a mode signal generation unit 161 and a second signal output unit 162. The mode signal generation unit 161 generates a second output signal corresponding to a predetermined mode without performing modal filtering based on the detection values of the sensors 31 to 35. By arranging the sensors 31 to 35 so as to detect vibrations in a predetermined mode, a second output signal corresponding to the predetermined mode is generated without performing modal filtering. For example, the mode signal generator 161 may generate a second output signal corresponding to one type of mode based on the detection value of one sensor, or one type of signal based on the detection values of a plurality of sensors. A second output signal corresponding to the mode may be generated.

第二信号出力部162は、モード信号生成部161により生成された第二出力信号をアクチュエータ20に出力する。この場合には、モーダルフィルタリングを行わなくても、アクチュエータ20を第二出力信号に基づいて振動させることで、面外振動が抑制される。   The second signal output unit 162 outputs the second output signal generated by the mode signal generation unit 161 to the actuator 20. In this case, out-of-plane vibration is suppressed by vibrating the actuator 20 based on the second output signal without performing modal filtering.

<その他>
第一、第二実施形態において、閾値直線Thma,Thmbは、原点を通り、実数軸から±ψmの傾きとなる直線としている。この他に、図21に示すような閾値直線を用いてもよい。すなわち、図21に示すように、位相差の設定範囲は、複素平面上にて原点を通り位相平均値Φmの傾きを有する基準直線(近似直線)Laに対して、正負両方向に設定距離離れた平行な二つの直線L1,L2を設定する。
<Others>
In the first and second embodiments, the threshold straight lines Th ma and Th mb are straight lines that pass through the origin and have an inclination of ± ψ m from the real number axis. In addition, a threshold straight line as shown in FIG. 21 may be used. That is, as shown in FIG. 21, the setting range of the phase difference, with respect to the reference straight line (approximate straight line) La having a slope of the street phase average value [Phi m an origin at the complex plane, set in both positive and negative directions distance away Two parallel straight lines L1 and L2 are set.

そして、位相差の設定範囲を、これらの直線L1,L2の間のうち、原点を含む中央範囲を除外した範囲に設定する。この範囲を図21のハッチングにて示す。設定範囲を直線L1,L2の間とすることで、位相差が大きな候補位置Pが確実に排除されるため、振動抑制効果を発揮できる。   Then, the phase difference setting range is set to a range between these straight lines L1 and L2 excluding the central range including the origin. This range is indicated by hatching in FIG. By setting the setting range between the straight lines L1 and L2, the candidate position P having a large phase difference is reliably eliminated, so that the vibration suppressing effect can be exhibited.

さらに、位相差の設定範囲は、原点を含む中央範囲を除外した範囲とすることにより、複素平面上の原点付近の候補位置Pが排除される。上述したように、原点付近は、振幅が小さいため、当該候補位置Pのセンサ検出値を用いて制御したとしても十分な振動抑制効果を得ることができない。そこで、原点付近の候補位置Pを除く範囲からセンサ31〜35の配置位置を決定することで、確実に振動抑制効果を発揮することができる。   Further, by setting the phase difference setting range as a range excluding the central range including the origin, the candidate position P near the origin on the complex plane is excluded. As described above, since the amplitude near the origin is small, even if it is controlled using the sensor detection value at the candidate position P, a sufficient vibration suppressing effect cannot be obtained. Therefore, by determining the arrangement positions of the sensors 31 to 35 from the range excluding the candidate position P in the vicinity of the origin, the vibration suppressing effect can be surely exhibited.

また、基準直線(近似直線)Laは、複素平面上において原点を通り各センサ31〜35の候補位置Pj(j=1〜55)における複素固有モードベクトルXmjの成分の位相平均値Φmを傾きとする直線としたが、複素平面上において各センサ31〜35の候補位置Pjにおける最小二乗法により得られた傾きを有しかつ原点を通る直線としてもよい。この場合にも、同様の効果を得ることができる。 In addition, the reference straight line (approximate straight line) La passes through the origin on the complex plane and represents the phase average value Φ m of the components of the complex eigenmode vector X mj at the candidate positions Pj (j = 1 to 55) of the sensors 31 to 35. Although it is a straight line as an inclination, it may be a straight line having an inclination obtained by the least square method at the candidate position Pj of each sensor 31 to 35 on the complex plane and passing through the origin. In this case, the same effect can be obtained.

また、処理の容易化のため、図13に示すように、複素平面上にて、各候補位置Pjについて、原点を中心とする角度−Φmの回転座標変換を行った。ただし、回転座標変換を行うことなく、閾値直線Thma,Thmbを設定することもできる。 Further, for ease of processing, as shown in FIG. 13, rotational coordinate transformation of an angle −Φ m centered on the origin is performed for each candidate position Pj on the complex plane. However, the threshold straight lines Th ma and Th mb can also be set without performing rotational coordinate conversion.

10:面材、 20:アクチュエータ、 31−35:センサ、 40:制御装置、 50:第一制御部、 51:記憶部、 52:判定部、 53:第一信号出力部、 1a−1c,5a−5c:第一出力信号、 60:第二制御部、 61:モード分解部、 62:モード毎信号生成部、 63:第二信号出力部 10: Face material, 20: Actuator, 31-35: Sensor, 40: Control device, 50: First control unit, 51: Storage unit, 52: Determination unit, 53: First signal output unit, 1a-1c, 5a -5c: first output signal, 60: second control unit, 61: mode decomposition unit, 62: signal generator for each mode, 63: second signal output unit

Claims (11)

面材の面外振動を抑制する能動型制振装置であって、
前記面材に配置され前記面外振動を検出する少なくとも1つのセンサと、
前記面材に配置され前記面材に振動を付与するアクチュエータと、
前記センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、第一出力信号に基づいて前記アクチュエータを制御する第一制御部を備え、
前記第一制御部は、
振動初期の振動レベルに応じて予め設定された前記アクチュエータへの複数の第一出力信号を記憶する記憶部と、
前記センサの検出値に基づいて前記振動初期の振動レベルを判定する判定部と、
前記判定部により判定された前記振動初期の振動レベルに応じた前記第一出力信号をアクチュエータに出力する第一信号出力部と、
を備える、能動型制振装置。
An active vibration damping device that suppresses out-of-plane vibration of a face material,
At least one sensor disposed on the face material for detecting the out-of-plane vibration;
An actuator disposed on the face material and imparting vibration to the face material;
A control device for controlling the actuator based on a detection value of the sensor;
With
The control device includes a first control unit that controls the actuator based on a first output signal,
The first controller is
A storage unit for storing a plurality of first output signals to the actuator set in advance according to a vibration level at an initial stage of vibration;
A determination unit that determines a vibration level at an initial stage of vibration based on a detection value of the sensor;
A first signal output unit that outputs the first output signal to the actuator according to the vibration level at the initial stage of the vibration determined by the determination unit;
An active vibration damping device.
前記面材に前記面外振動が付与された場合において、振動レベルは、第一波から第一波以降の最大波に至るまで増大し、前記最大波以降に減少し、
前記振動初期は、前記第一波の発生時から前記最大波のピーク時より前までの間である、
請求項1に記載の能動型制振装置。
When the out-of-plane vibration is applied to the face material, the vibration level increases from the first wave to the maximum wave after the first wave, and decreases after the maximum wave,
The initial period of vibration is between the time when the first wave is generated and before the peak time of the maximum wave.
The active vibration damping device according to claim 1.
前記第一信号出力部は、前記最大波のピーク時より前に前記第一出力信号を前記アクチュエータに出力する、請求項2に記載の能動型制振装置。   The active vibration damping device according to claim 2, wherein the first signal output unit outputs the first output signal to the actuator before the peak time of the maximum wave. 前記第一信号出力部は、前記第一出力信号を前記アクチュエータに出力開始し、所定時間後に前記第一出力信号の出力を停止する、請求項3に記載の能動型制振装置。   4. The active vibration damping device according to claim 3, wherein the first signal output unit starts outputting the first output signal to the actuator and stops outputting the first output signal after a predetermined time. 前記記憶部に記憶される各々の前記第一出力信号は、前記面材に異なる大きさの振動を付与した場合の前記センサの各々の検出値に基づいて推定された所定位置における各々の振動を減少させる振動に対応する、請求項1〜4の何れか一項に記載の能動型制振装置。   Each first output signal stored in the storage unit represents each vibration at a predetermined position estimated based on each detection value of the sensor when vibrations having different magnitudes are applied to the face material. The active vibration damping device according to any one of claims 1 to 4, corresponding to a vibration to be reduced. 前記能動型制振装置は、複数のセンサを備え、
前記記憶部は、前記センサ毎に複数の第一出力信号を記憶し、
前記判定部は、前記複数のセンサの検出値に基づいて、所定閾値を最初に超えた前記センサを判定し、且つ、当該センサの前記振動初期の振動レベルを判定し、
前記第一信号出力部は、前記判定部により判定された前記センサ及び当該センサの前記振動初期の振動レベルに応じた前記第一出力信号を前記アクチュエータに出力する、
請求項1〜5の何れか一項に記載の能動型制振装置。
The active vibration damping device includes a plurality of sensors,
The storage unit stores a plurality of first output signals for each of the sensors,
The determination unit determines the sensor that first exceeds a predetermined threshold based on the detection values of the plurality of sensors, and determines the vibration level of the sensor at the initial stage of the vibration,
The first signal output unit outputs the first output signal corresponding to the vibration level of the sensor determined by the determination unit and the initial vibration of the sensor to the actuator.
The active vibration damper according to any one of claims 1 to 5.
前記能動型制振装置は、複数のセンサを備え、
前記記憶部は、前記センサ毎に前記複数の第一出力信号を記憶し、
前記判定部は、前記複数のセンサの検出値に基づいて、前記振動初期の振動レベルが最大となる前記センサを判定し、且つ、当該センサの前記振動初期の振動レベルを判定し、
前記第一信号出力部は、前記判定部により判定された前記センサ及び当該センサの前記振動初期の振動レベルに応じた前記第一出力信号を前記アクチュエータに出力する、
請求項1〜5の何れか一項に記載の能動型制振装置。
The active vibration damping device includes a plurality of sensors,
The storage unit stores the plurality of first output signals for each sensor,
The determination unit determines the sensor having the maximum vibration level at the initial stage of vibration based on the detection values of the plurality of sensors, and determines the vibration level of the sensor at the initial stage of vibration.
The first signal output unit outputs the first output signal corresponding to the vibration level of the sensor determined by the determination unit and the initial vibration of the sensor to the actuator.
The active vibration damper according to any one of claims 1 to 5.
前記第一信号出力部は、前記アクチュエータに前記第一出力信号を出力した時から、前記センサの検出値が所定閾値を下回るまでの間、前記アクチュエータに次の前記第一出力信号を出力しない、請求項1〜7の何れか一項に記載の能動型制振装置。   The first signal output unit does not output the next first output signal to the actuator from when the first output signal is output to the actuator until the detection value of the sensor falls below a predetermined threshold. The active vibration damping device according to any one of claims 1 to 7. 前記制御装置は、前記第一制御部と並列に、第二出力信号に基づいて前記アクチュエータを制御する第二制御部を備え、
前記第二制御部は、
前記センサの検出値に基づいて所定のモードに対応する前記第二出力信号を生成するモード信号生成部と、
生成された前記第二出力信号を前記アクチュエータに出力する第二信号出力部と、
を備える、請求項1〜8の何れか一項に記載の能動型制振装置。
The control device includes a second control unit that controls the actuator based on a second output signal in parallel with the first control unit,
The second controller is
A mode signal generation unit that generates the second output signal corresponding to a predetermined mode based on a detection value of the sensor;
A second signal output unit that outputs the generated second output signal to the actuator;
The active vibration damping device according to claim 1, comprising:
前記能動型制振装置は、複数のセンサを備え、
前記制御装置は、前記第一制御部と並列に、第二出力信号に基づいて前記アクチュエータを制御する第二制御部を備え、
前記第二制御部は、
前記複数のセンサの検出値に基づいてモーダルフィルタリングを行うことによりモード毎振動を取得するモード分解部と、
前記モード毎振動に基づいてモード毎出力信号を生成するモード毎信号生成部と、
前記モード毎出力信号に基づいて合成出力信号である前記第二出力信号を前記アクチュエータに出力する第二信号出力部と、
を備える、請求項1〜8の何れか一項に記載の能動型制振装置。
The active vibration damping device includes a plurality of sensors,
The control device includes a second control unit that controls the actuator based on a second output signal in parallel with the first control unit,
The second controller is
A mode decomposing unit that acquires vibration for each mode by performing modal filtering based on detection values of the plurality of sensors;
A signal generator for each mode that generates an output signal for each mode based on the vibration for each mode;
A second signal output unit that outputs the second output signal that is a combined output signal to the actuator based on the output signal for each mode;
The active vibration damping device according to claim 1, comprising:
前記複数のセンサは、各センサの候補位置における複数の複素固有モードベクトル成分の位相差、及び、各前記センサの候補位置における複数の複素固有モードベクトルの直交性評価値に基づいて決定された位置に配置される、請求項10に記載の能動型制振装置。   The plurality of sensors are positions determined based on the phase differences of the plurality of complex eigenmode vector components at the candidate positions of the sensors and the orthogonality evaluation values of the plurality of complex eigenmode vectors at the candidate positions of the sensors. The active vibration damping device according to claim 10, wherein
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017214946A (en) * 2016-05-30 2017-12-07 住友理工株式会社 Active prevention controller
WO2021230069A1 (en) * 2020-05-12 2021-11-18 Nok株式会社 Vibration damper, vibration damping apparatus, mounting method of vibration damper, and vibration damping method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129167A (en) * 1995-11-01 1997-05-16 Bridgestone Corp Charged particle beam device
JPH09250591A (en) * 1996-03-14 1997-09-22 Canon Inc Active vibration resistant device
JP2005283699A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Sadao Akishita Active sound insulation panel
JP2005315298A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Active type vibration isolating device and active type vibration isolating method
JP2009114821A (en) * 2007-11-09 2009-05-28 Toyoda Gosei Co Ltd Damper for building

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129167A (en) * 1995-11-01 1997-05-16 Bridgestone Corp Charged particle beam device
JPH09250591A (en) * 1996-03-14 1997-09-22 Canon Inc Active vibration resistant device
JP2005283699A (en) * 2004-03-29 2005-10-13 Sadao Akishita Active sound insulation panel
JP2005315298A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Active type vibration isolating device and active type vibration isolating method
JP2009114821A (en) * 2007-11-09 2009-05-28 Toyoda Gosei Co Ltd Damper for building

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017214946A (en) * 2016-05-30 2017-12-07 住友理工株式会社 Active prevention controller
WO2021230069A1 (en) * 2020-05-12 2021-11-18 Nok株式会社 Vibration damper, vibration damping apparatus, mounting method of vibration damper, and vibration damping method
JP7385748B2 (en) 2020-05-12 2023-11-22 Nok株式会社 Vibration damping device, vibration damper installation method, and vibration damping method

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