JP2016048092A - 計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のセンサ、アクチュエータを用いるアクティブ制振装置において、制振効果を満足するために必要となるセンサ、アクチュエータの個体や、増減を自動的に算出し、アクティブ制振装置の適用工数を低減する計測装置および制御方法を提供する。【解決手段】複数のセンサ１３０と、複数のアクチュエータ１３１からなる制振器を備え、計測装置は、制振器を制振対象２０に設置するアクティブ制振装置に適用され、アクチュエータ１３１を駆動させるための駆動信号と、アクチュエータ１３１を駆動させた際にセンサ１３０で検出される振動状態信号から算出される伝達特性と、アクティブ制振装置に要求される振動の低減量と、振動の周波数からなる制振性能に基づいて、制振性能を満たすように、制振器のセンサ１３０と、アクチュエータ１３１の増減を算出する。【選択図】図１

Description

本発明は、アクティブ制振装置の適用時に用いる計測装置に関する。

本発明で対象とするアクティブ制振装置は、複数のセンサと、複数のアクチュエータからなる制振器を備え、制振器を制振対象に自由に分散設置できる構成とする。

このようなアクティブ制振装置では、制振対象に対して制振器の設置自由度が高く、振動を抑えるアクチュエータを効率的に配置できる反面、制振対象の機構特性や、振動の抑制量および振動の周波数等の制振に要求される性能（以下、制振性能と呼ぶ）に応じて、制振器の配置や設置数等を設定する必要がある。

このような設定を行うための従来技術として、例えば、特開２００６−１１８６９４号がある。従来技術では、車体の振動を測定するセンサと、車体のフロアパネル上に配置されたアクチュエータと、センサが測定する物理量に応じてアクチュエータを制御するコントローラを備え、アクチュエータの剛性値が、前記フロアパネル全体の剛性値の平均値よりも大きい車体のメンバー上に配置することで、車体の振動による騒音を低減する。

特開２００６−１１８６９４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、制振対象が箱型筺体のように振動モードが複雑である場合や、制振対象の剛性が既知で無い場合でのアクティブ制振装置の適用工数に対して配慮がなされておらず、このような場合において、アクティブ制振装置の迅速な適用が困難である。

そこで、本発明は、制振対象に設置された複数のアクチュエータを実験的に振動させ、このとき複数のセンサで取得される振動特性を用いて、制振性能を満足するために制振対象への設置が必要なセンサやアクチュエータの個体や、センサやアクチュエータの増減を自動的に算出することで、アクティブ制振装置の適用工数を低減する計測装置および制御方法の提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明の構成は、
複数のセンサと、複数のアクチュエータからなる制振器を備え、制振器を制振対象に設置するアクティブ制振装置に適用され、
前記アクチュエータを駆動させるための駆動信号と、前記アクチュエータを駆動させた際に前記センサで検出される振動状態信号と、から算出される伝達特性を複数格納する伝達特性格納部と、
前記アクティブ制振装置に要求される振動の低減量と、振動の周波数と、からなる制振性能を設定する制振性能設定部と、
前記伝達特性格納部に格納された複数の伝達特性と、前記制振性能設定部に設定された制振性能に基づいて、前記制振性能設定部に設定された制振性能を満たすために必要となる制振器のセンサと、アクチュエータの増減を算出する伝達特性演算部と、を備える。

また、伝達特性演算部は、前記伝達特性格納部に格納された複数の伝達特性と、前記制振性能設定部に設定された制振性能に基づいて、制振器の複数のセンサ、複数のアクチュエータのうち、制振性能設定部に設定された制振性能を満たすために最低限必要となる１つ以上のセンサと、１つ以上のアクチュエータの組み合わせを算出してもよい。

さらに、前記制振性能設定部は、制振性能の設定として、アクティブ制振装置にて前記センサと、前記アクチュエータを用いて実際に制振を実行した際の振幅と、伝達特性の取得時の振幅の差分以上の値が設定される振幅マージンと、アクティブ制振装置にて前記センサと、前記アクチュエータを用いて実際に制振を実行した際の制振の対象となる周波数以外に与える振動の振幅を制限するための振幅の閾値である制限振幅と、を備えてもよい。

また、計測装置は、さらに、複数のセンサが接続され、前記センサで検出される振動状態信号を取得する振動検出部と、複数のアクチュエータが接続され、前記アクチュエータの駆動方法の入力情報に基づき前記アクチュエータに駆動指令信号を出力し、前記アクチュエータを駆動させる制御部と、前記アクチュエータを駆動させるための駆動信号と、前記アクチュエータを駆動させた際に前記センサで検出される振動状態信号と、から伝達特性を算出する伝達特性演算部を備え、前記伝達特性演算部は、算出した伝達特性を前記伝達特性格納部に格納する。

さらに、計測装置は、アクティブ制振装置に要求される制振性能を、前記制振性能設定部に設定する入力装置と、前記制振器構成演算部で算出された結果を提示する表示装置と、を備える。

このような前記入力装置と、前記表示装置は、一体型としてもよい。

また、提示手段として、前記伝達特性演算部で算出された結果に基づいて表示デバイスを制御する表示制御部を備え、表示制御部は、アクティブ制振装置の制振器に取り付けられた表示デバイスを制御することで前記伝達特性演算部にて算出された結果を提示してもよい。

さらに、提示手段として、前記伝達特性演算部で算出された結果に基づいて表示デバイスを制御する表示制御部を備え、表示制御部は、計測装置自身に取り付けられた表示デバイスを制御することで前記伝達特性演算部にて算出された結果を提示してもよい。

前記課題を解決するための本発明の制御方法は、
複数のセンサと、複数のアクチュエータからなる制振器を備え、制振器を制振対象に設置するアクティブ制振装置に適用され、前記アクチュエータを駆動させるための駆動信号と、前記アクチュエータを駆動させた際に前記センサで検出される振動状態信号と、から算出される伝達特性と、前記アクティブ制振装置に要求される振動の低減量と、振動の周波数と、からなる制振性能に基づいて、アクティブ制振装置の要求性能を、満たすために必要となる制振器のセンサと、アクチュエータの増減を算出するものとする。

また、複数の前記伝達特性と、前記制振性能に基づいて、制振器の複数のセンサ、複数のアクチュエータのうち、前記制振性能を満たすために最低限必要となる１つ以上のセンサと、１つ以上のアクチュエータの組み合わせを算出するものとする。

さらに、前記制振性能は、アクティブ制振装置で前記センサと、前記アクチュエータを用いて実際に制振を実行した際の振幅と、伝達特性の取得時の振幅の差分以上の値が設定される振幅マージンと、アクティブ制振装置にて前記センサと、前記アクチュエータを用いて実際に制振を実行した際の制振の対象となる周波数以外に与える振動の振幅を制限するための振幅の閾値である制限振幅を備える。

また、本発明の設定方法では、複数のセンサで検出される振動状態信号を取得し、複数のアクチュエータの駆動させるための駆動指令信号を出力し、前記アクチュエータを駆動させるための駆動信号と、前記アクチュエータを駆動させた際に前記センサで検出される振動状態信号と、から伝達特性を算出する。

さらに、本発明の設定方法では、計測装置の入力装置からアクティブ制振装置に要求される制振性能を設定し、
計測装置の表示装置から前記伝達特性演算部で算出された結果を提示する。

ここで、本発明の設定方法では前記伝達特性演算部で算出された結果に基づいて表示デバイスを制御し、
アクティブ制振装置の制振器に取り付けられた表示デバイスを制御することで、複数の前記伝達特性と、前記制振性能に基づいて算出される結果を提示してもよい。

また、本発明の制御方法は、
前記伝達特性演算部で算出された結果に基づいて表示デバイスを制御し、
計測装置に取り付けられた表示デバイスを制御することで、複数の前記伝達特性と、前記制振性能に基づいて算出される結果を提示してもよい。

本発明の主な態様に依れば、制振対象に設置された複数のアクチュエータを用いて実験的に振動させ、複数のセンサで取得される振動特性を用いて、制振に必要なセンサ、アクチュエータの個体や、センサ、アクチュエータの増減を自動的に算出できるため、制振対象の機構特性や、機構モデルを用意する必要がなくなり、制振対象へのアクティブ制振装置の適用工数を低減できる。このため、特に製品の後工程の振動問題に迅速に対応し、かつ、高い制振効果を実現することができる。

本実施形態に係る計測装置の構成図である。 本実施形態に係る計測装置を用いたアクティブ制振装置の設定方法を示すフローチャートである。 本実施形態に係る計測装置に設定される制振性能を示すボード線図である。 本実施形態に係る計測装置の制御器構成を算出するための処理動作を示すフローチャートである。 本実施形態に係る計測装置で取得される伝達特性の例を示すボード図である。 本実施形態に係る計測装置で複数設置グループに分類される伝達特性の例を示すボード線図である。 本実施形態に係る入力装置の設定画面を示す図である。 本実施形態に係る表示装置の表示画面を示す図である。 本実施形態に係る計測装置の第二の実施例を示す図である。

次に、本発明を実施するための形態（「実施形態」という）について、適宜図面を参照
しながら詳細に説明する。

＜実施例１＞
まず、本実施例の計測装置の構成から説明する。

図１は、本実施例に係る計測装置の構成図である。

本実施例の計測装置は、制振器構成算出装置１０と、伝達特性取得装置１１と、入力装置１２と、表示装置１３で構成され、複数のセンサ１３０と、複数のアクチュエータ１３１からなる制振器の制振対象２０への搭載構成を算出する。

制振器構成算出装置１０は、伝達特性格納部１００と、制振性能設定部１０１と、制振器構成演算部１０２を備える。

伝達特性取得装置１１は、振動検出部１１０と、駆動制御部１１１と、伝達特性演算部１１２を備える。

次に、計測装置の動作について説明する。

まず、制御器構成算出装置１０の動作について説明する。

制御器構成算出装置１０は、アクティブ制振装置に要求される振動の低減量と、振動の周波数からなる制振性能を入力装置１２から入力し、制振性能を満たすために必要となる、制振器のセンサ１３０と、アクチュエータ１３１の個体や、センサ１３０と、アクチュエータ１３１の増減を表示装置１３に出力する。

制御器構成算出装置１０の伝達特性格納部１００は、伝達特性取得装置１１から転送されるアクチュエータ１３１を駆動させるための駆動信号と、アクチュエータ１３１が駆動した際にセンサ１３０で検出される振動状態信号から算出される伝達特性を複数格納する。

制御器構成算出装置１０の制振性能設定部１０１は、入力装置１２より制振性能が設定される。

制御器構成算出装置１０の制振器構成演算部１０２は、伝達特性格納部１００に格納された複数の伝達特性と、制振性能設定部１０１に設定された制振性能に基づいて、制振性能設定部１０１に設定された制振性能を満たすために必要となる、制振器のセンサ１３０と、アクチュエータ１３１の個体や、センサ１３０と、アクチュエータ１３１の増減を算出し、算出結果を表示装置１３に出力する。

次に、伝達特性取得装置１１の動作について説明する。

伝達特性取得装置１１は、アクティブ制振装置の制振器が接続され、アクチュエータ１３１を駆動させ、アクチュエータ１３１を駆動させた際にセンサ１３０で検出される振動状態信号を取得することで、伝達特性を算出し、制振器構成算出装置１０に出力する。

伝達特性取得装置１１の振動検出部１１０は、複数のセンサ１３０が接続され、センサ１３０にて検出される振動状態信号を取得する。

伝達特性取得装置１１の駆動制御部１１１は、複数のアクチュエータ１３１が接続され、アクチュエータ１３１の駆動方法の入力情報に基づいて、アクチュエータ１３１に駆動指令信号を出力し、アクチュエータ１３１を駆動させる。

伝達特性取得装置１１の伝達特性演算部１１２は、アクチュエータ１３１を駆動させるための駆動信号と、アクチュエータ１３１を駆動させた際にセンサ１３０で検出される振動状態信号から伝達特性を算出する。

最後に、入力装置１２と、出力装置１３の動作について説明する。

入力装置１２は、アクティブ制振装置に要求される制振性能を、制御器構成算出装置１０の制振性能設定部１０１に設定する。

表示装置１３は、制御器構成算出装置１０の制振器構成演算部１０２で算出された結果を提示する。

なお、本実施例では、制御器構成算出装置１０と、伝達特性取得装置１１を一体化した計測装置としているが、それぞれを別体としてもよい。

また、本実施例では、入力装置１２と、表示装置１３は別体としているが、一体型としてもよい。

図２は、本実施例に係る計測装置を用いたアクティブ制振装置の設定方法を示すフローチャートである。

まず、アクティブ制振装置の利用者は、任意の個数の制振器を、制振対象２０の物理的に取り付けられない箇所以外の任意箇所に仮の設置（以下、これを仮設置と呼ぶ）を行う（Ｓ２００）。

次に、アクティブ制振装置の利用者は、制振器を計測装置に接続し、計測装置の動作にて実験振動解析を行う（Ｓ２０１）。

実験振動解析は、計測装置を用いて、例えば、１つのアクチュエータ１３１を駆動させ、このときの全てのセンサ１３０で検出される振動状態信号を取得し、計測装置の伝達特性演算部１１２にて、アクチュエータ１３１の駆動信号と、全てのセンサ１３０より取得した振動状態信号から伝達特性を算出することで実行されるものとする。

さらに、実験振動解析は、制振対象２０に設置された他のアクチュエータ１３１においても同様の方法で、伝達特性を算出することで実行されるものとする。

このとき算出された伝達特性は、計測装置の伝達特性格納部１００に格納される。

次に、アクティブ制振装置の利用者は、計測装置の入力装置１２を用いて、制振性能設定部１０１に制振性能を設定する（Ｓ２０２）。

Ｓ２０２の処理で制振性能を設定した後、計測装置の制振器構成演算部１０２は、仮設置された制振器のうち、制振性能を満たすために必要となる制振器の指定と、制振性能を満たすために必要となる制振器の追加や、制振性能を満たす上で余剰となる制振器の削減を算出し、その結果を表示装置１３に出力することで提示する（Ｓ２０３）。

Ｓ２０３の処理の結果、制御器の設置に変更が必要な場合（Ｓ２０４→Ｙｅｓ）、アクティブ制振装置の利用者は、Ｓ２０３の処理で提示された結果に従って、制振対象２０に、いくつかのセンサ１３０と、いくつかのアクチュエータ１３１の追加設置、あるいは、制振対象２０に搭載されている、いくつかのセンサ１３０と、いくつかのアクチュエータ１３１の取り外しを行い（Ｓ２０５）、Ｓ２０３の処理に戻る。

Ｓ２０３の処理の結果、制御器の設置に変更が必要ではない場合（Ｓ２０４→Ｎｏ）、このときの制御器の設置構成を、アクティブ制振適用時の設置構成（以下、これを本設置という）として決定し（Ｓ２０６）、アクティブ制振器の利用者は、制振対象２０に本設置された制振器をアクティブ制振装置に接続し、制振を開始させる（Ｓ２０７）。

図３は、本実施例に係る計測装置の制振性能設定部１０１に設定される制振性能を示すボード線図であり、図２のＳ２０２の処理における設定内容の詳細を説明するものである。

振動特性３００は、制振対象２０の有する複数の特性のうち、制振の適用対象とする１つの振動の特性を示したものである。

まず、制振性能設定部１０１では、振動特性３００の全周波数帯で、アクティブ制振装置の制振の対象となる周波数である振動ピーク周波数３１０と、振動ピーク周波数３１０での振動特性３００の振幅である振動ピーク振幅３１１が設定される。

さらに、制振性能設定部１０１では、アクティブ制振装置に要求される振動低減後の振動ピーク振幅３１１である目標振幅３１２と、このときの振幅振動ピーク振幅３１１の低減量である制振量３１３と、制振対象２０に設置されたアクチュエータ１３１が発生させる振動（以下、制振振動と呼ぶ）で、制振性能設定部１０１に設定された制振量３１３を満たすために必要な振幅である必要振幅３１５が設定される。

ここで、アクティブ制振装置は、振動ピーク周波数３１０で振動特性３００の逆位相となり、かつ、制振量３１３と同じ振幅となる制振振動を発生させるように、少なくとも１つのセンサ１３０と、少なくとも１つのアクチュエータ１３１を用いたフィードバック制御を実行することで、制振量３１３を満たす制振を実現できる。

このため、必要振幅３１５は、制振量３１３の値以上で設定されることが必要となる。

しかしながら、アクティブ制振装置では、全周波数帯でのフィードバック制御の安定性確保のために、実際に制振を実行した際の制振振動の振動ピーク周波数３１０の振幅が、伝達特性の取得時の振幅に比べ、小さくなる場合がある。

このような場合においても、アクティブ制振装置が、制振量３１３を満たす制振を実現できるように、本実施例の制振性能設定部１０１では、実際に制振を実行した際の振動ピーク周波数３１０での制振振動の振幅と伝達特性の取得時の振幅との差分値が最小値として設定され、この差分を補正する振幅マージン３１４が設定されるものとし、制振量３１３と、振幅マージン３１４を足し合わせた値が必要振幅３１５として設定されるものとする。

最後に、制振性能設定部１０１では、制振ピーク周波数３１０以外の周波数での振動特性３００が、制振振動の影響で一定以上悪化しないように、制振ピーク周波数３１０以外の周波数の制振振動の振幅を持つアクチュエータ１３１の使用を制限するための制振振動の振幅の閾値である制限振幅３１６が設定される。

ここで、振動特性３００と、アクチュエータ１３１が発生させる制振振動を検出するセンサ１３０が異なる場合は、それらで取得される振幅の倍率差で制振性能を補正する必要がある。

本実施例では、振動特性３００と、アクチュエータ１３１が発生させる制振振動を検出するセンサ１３０は、同一のものとする。

次に、図４、図５、図６を用いて、制御器構成演算部１０２の演算内容について説明する。

図４は、本実施例に係る計測装置の制御器構成を算出するための処理動作を示すフローチャートであり、図２のＳ２０３の処理における制御器構成演算部１０２の演算内容の詳細を説明するものである。

まず、制御器構成演算部１０２は、伝達特性格納部１００に格納された伝達特性のうち、制御器構成演算部１０２の演算に用いられていない伝達特性を１つ選択する（Ｓ４００）。

次に、制御器構成演算部１０２は、Ｓ４０１で選択された伝達特性において、振動ピーク周波数３１０に、他の周波数と比べて振動の振幅が極端に大きくなる制振振幅である振動ピークがあり、かつ、振動ピーク周波数３１０以外の周波数帯で、制限振幅３１６を超える振動ピークがない場合（Ｓ４０１→Ｙｅｓ）、Ｓ４０２の処理に進む。

Ｓ４０１で選択した伝達特性において、振動ピーク周波数３１０に振動ピークがない、あるいは、振動ピーク周波数３１０に振動ピークはあるが、振動ピーク周波数３１０以外の周波数のいずれかに制限振幅３１６を超える振動ピークがある場合（Ｓ４０１→Ｎｏ）、Ｓ４０５の処理に進む。

ここから、Ｓ４０１の処理の詳細ついて、図５に示すボード線図を用いて説明する。

図５は、本実施例に係る計測装置で取得される伝達特性の例を示すボード線図であり、
第一の伝達特性５００と、第二の伝達特性５０１と、第三の伝達特性５０２は、伝達特性格納部１００に格納された伝達特性のうち、制御器構成演算部１０２の選択対象となる伝達特性である。

図５（ａ）の第一の伝達特性５００は、振動ピーク周波数３１０に振動ピークがない場合を示しており、この場合、図４のＳ４０１の処理では、Ｎｏとして判定される。

図５（ｂ）の第二の伝達特性５０１は、振動ピーク周波数３１０に振動ピークがあるが、振動ピーク周波数３１０以外の周波数に、制限振幅３１６を超える振動ピークがある（図５（ｂ）のＣ５１０の振動ピークに該当）場合を示しており、この場合、図４のＳ４０１の処理では、Ｎｏとして判定される。

図５（ｃ）の第三の伝達特性５０２は、振動ピーク周波数３１０に振動ピークがあり、かつ、振動ピーク周波数３１０以外の周波数に、制限振幅３１６を超える振動ピークがない場合を示しており、この場合、図４のＳ４０１の処理では、Ｙｅｓと判定される。

ここから、図３に示すフローチャートに戻って、Ｓ４０２の処理から説明する。

Ｓ４０２の処理では、Ｓ４０１で選択した伝達特性の振動ピーク周波数３１０での振動ピークの振幅が、必要振幅３１５を超える場合（Ｓ４０２→Ｙｅｓ）、制御器構成演算部１０２は、Ｓ４０１で選択された伝達特性と、この伝達特性の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組を単数設置グループに分類し（Ｓ４０３）、Ｓ４０５の処理に進む。

Ｓ４０１で選択した伝達特性の振動ピーク周波数３１０での振動ピークの振幅が、必要振幅３１５を超えない場合（Ｓ４０２→Ｎｏ）、制御器構成演算部１０２は、Ｓ４０１で選択された伝達特性と、この伝達特性の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組を複数設置グループに分類し（Ｓ４０４）、Ｓ４０５の処理に進む。

このとき、第三の伝達特性５０２は、Ｓ４０２の処理のＹｅｓの判定に該当する。

Ｓ４０５の処理では、伝達特性格納部１００に格納された全ての伝達特性が、Ｓ４０１の処理で選択されている場合（Ｓ４０５→Ｙｅｓ）、Ｓ４０６の処理に進む。

伝達特性格納部１００に格納された伝達特性のうち、Ｓ４０１の処理で選択されていない伝達特性が少なくとも１つはある場合（Ｓ４０５→Ｎｏ）、Ｓ４００の処理に戻る。

Ｓ４０６の処理では、Ｓ４０３の処理にて単数設置グループに分類された伝達特性、および、この伝達特性の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組がある場合（Ｓ４０６→Ｙｅｓ）、単数設置グループに分類された伝達特性のうち、振動ピーク周波数３１０での振幅が最も大きくなる１つの伝達特性と、この伝達特性の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組を選択し（Ｓ４０７）、Ｓ４０８の処理に進む。

Ｓ４０３の処理にて単数設置グループに分類された伝達特性、および、この伝達特性の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組がない場合（Ｓ４０６→Ｎｏ）、Ｓ４０９の処理に進む。

Ｓ４０９の処理では、Ｓ４０４の処理にて複数設置グループに分類された伝達特性、および、この伝達特性の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組が１つでもある場合（Ｓ４０９→Ｙｅｓ）、Ｓ４１０の処理に進む。

Ｓ４０４の処理にて複数設置グループに分類された伝達特性、および、この伝達特性の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組が１つもない場合（Ｓ４０９→Ｎｏ）、制振対象２０に設置されている全てのセンサ１３０が、制振対象２０に設置されている全てのアクチュエータ１３１の発生させる振動を検知しにくい個所に設置されている、あるいは、制振対象２０に設置されている全てのアクチュエータ１３１が振動ピーク周波数３１０に振動を発生させにくい制振対象２０のモード上に搭載されている可能性があるため、制振対象２０の制振器が設置されていない個所への、センサ１３０と、アクチュエータ１３１の追加が必要であることを、表示装置１３で提示し（Ｓ４１３）、処理を終了する。

Ｓ４１０の処理では、Ｓ４０４の処理にて複数設置グループに分類された全ての伝達特性の振動ピーク周波数３１０の振幅の合計値が、必要振幅３１５を超える場合（Ｓ４１０→Ｙｅｓ）、複数設置グループに分類された全ての伝達特性のうち、振動ピーク周波数３１０の振幅が大きいものから選択していき、それらの振幅の合計値が必要振幅３１５以上となったところで選択を完了する、などの方法で、振動ピーク周波数３１０の振幅の合計値が必要振幅３１５を超えるために必要となる最小個数の伝達特性、および、それらの伝達特性の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組を全て選択し（Ｓ４１１）、Ｓ４０８の処理に進む。

Ｓ４０４の処理にて複数設置グループに分類された全ての伝達特性の振動ピーク周波数３１０の振幅の合計値が必要振幅３１５を超えない場合（Ｓ４１０→Ｎｏ）、制振対象２０に搭載されているアクチュエータ１３１の制振振幅が小さいため、制振対象２０の制振器が設置されていない個所へのアクチュエータ１３１の追加の必要があることと、複数設置グループに分類される伝達特性の取得に用いられたアクチュエータ１３１の少なくとも１つを、加振力の大きいアクチュエータ１３１に置き換える必要があることを、表示装置１３にて提示し（Ｓ４１２）、処理を終了する。

このとき、Ｓ４１２の処理では、複数設置グループに分類された全ての伝達特性の振動ピーク周波数３１０の振幅の合計値と必要振幅３１５との差分値から、置き換えられるアクチュエータ１３１に必要となる加振力を提示、あるいは、必要な加振力から決定されるアクチュエータ１３１の種類を提示してもよい。

ここから、Ｓ４１０の処理の詳細ついて、図６に示すボード線図を用いて説明する。

図６は、本実施例に係る計測装置で複数設置グループに分類される伝達特性の例を示すボード線図である。

図６（ａ）の第四の伝達特性６００と、図６（ｂ）の第五の伝達特性６０１は、どちらも、振動ピーク周波数３１０に振動ピークがあるが、振動ピークの振幅が必要振幅３１５を超えないため、図４のＳ４０４の処理にて複数設置グループに分類される。

いま、単体設置グループに分類される伝達特性がなく、複数設置グループに分類される伝達特性が、第四の伝達特性６００と、第五の伝達特性６０１の２つである場合、図４のＳ４１０の処理にて、第四の伝達特性６００と、第五の伝達特性６０１の振動ピーク周波数３１０の振幅の合計値を求める。

図６（ｃ）の合成伝達特性６１０は、第四の伝達特性６００と第五の伝達特性の振幅を全ての周波数帯で足し合わせたものであり、合成伝達特性６１０から、第四の伝達特性６００と、第五の伝達特性６０１のピーク周波数３１０の振幅の合計値は、必要振幅３１５以上となることが分かる。

したがって、この場合、図４のＳ４１０の処理では、Ｙｅｓと判定され、図４のＳ４１１の処理よって、第四の伝達特性６００、および、第四の伝達特性６００の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組と、第五の伝達特性６０１、および、第五の伝達特性６０１の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組が選択される。

ここから、図３に示すフローチャートに戻って、Ｓ４０８の処理から説明する。

Ｓ４０８の処理では、Ｓ４０７の処理、あるいは、Ｓ４１１の処理で選択されたセンサ１３０と、アクチュエータ１３１の組を表示装置１３にて提示し（Ｓ４０８）、処理を終了する。

ここで、本実施例では、Ｓ４０７の処理において、単数設置グループに分類された伝達特性のうち、振動ピーク周波数３１０での振幅が最も大きくなる１つの伝達特性と、この伝達特性の取得に用いられたセンサ１３０、アクチュエータ１３１の組を選択したが、アクチュエータ１３１の加振力が最も小さくなる、あるいは、最も大きくなるもの、アクチュエータ１３１の加振エネルギーが最も小さくなる、あるいは、最も大きくなるもの、センサ１３０とアクチュエータ１３１の組の設置個所が最も配置しやすい、あるいは、最も保守しやすいものなど、目的に応じてＳ４０７の処理の判定方法を変更してもよい。

また、本実施例では、Ｓ４１１の処理において、必要振幅３１５を超える振幅を実現するための最小個数のセンサ１３０、アクチュエータ１３１を選択したが、アクチュエータ１３１の加振力を最も小さくするための最小個数のセンサ１３０、アクチュエータ１３１や、アクチュエータ１３１の加振エネルギーを最も小さくするための最小個数のセンサ１３０とアクチュエータ１３１や、設置個所が最も配置しやすい、あるいは、最も保守しやすいセンサ１３０とアクチュエータ１３１を選択するように変更してもよい。

図７は、本実施例に係る入力装置１２の設定画面７００を示す図であり、図７を用いて、計測装置の制振性能設定部１０１への制振性能の設定方法の詳細について説明する。

設定画面７００は、制振性能入力部７０１と、制振性能表示部７０２から構成される。

制振性能入力部７０１は、振動ピーク周波数３１０と、振動ピーク振幅３１１と、目標振幅３１２と、振幅マージン３１４などの制振性能設定部１０１に設定する制振性能が入力される。

制振性能表示部７０２は、計測装置で計測された、あるいは、入力装置１２に設定された振動特性３００を表示し、さらに、制振性能入力部７０１で設定された制振性能と、制振性能から算出される制振量３１３と、必要振幅３１５を表示する。

入力装置１２は、制振性能入力部７０１の設定が完了すると、全ての制振性能の情報を制振性能設定部１０１に設定する。

図８は、本実施例に係る表示装置１３の表示画面８００を示す図であり、図８を用いて、計測装置の制振器構成演算部１０２の結果の提示方法の詳細を説明する。

表示画面８００は、制振性能入力部７０１と、制振振動表示部８０１と、演算結果表示部８０２と、制振器選択結果表示部８０３から構成される。

制振振動表示部８０１は、制振器構成演算部１０２の演算にて選択された伝達特性を表示する。

本実施例では、センサ１３０と、アクチュエータ１３１の１つの組の伝達特性を表示しているが、制振器構成演算部１０２の演算にて複数の組が選択された場合は、それら全ての伝達特性を足し合わせた伝達特性を表示させてもよい。

演算結果表示部８０２は、制振器構成演算部１０２の演算にて選択されたセンサ１３０と、アクチュエータ１３１の組の提示と、制振器の追加、変更の必要性を提示する。

制振器選択結果表示部８０３は、制振器構成演算部１０２の演算にて選択されたセンサ１３０と、アクチュエータ１３１の組を作業者が認識しやすいように、制振対象２０の画像を用いる、あるいは、センサ１３０と、アクチュエータ１３１と計測装置との接続図を用いる、などすることで視覚的に表示する。

本実施例では、さらに、複数のセンサ１３０と、複数のアクチュエータ１３１からなる制振器を備え、制振器を制振対象に設置するアクティブ制振装置に適用され、アクチュエータ１３１を駆動させるための駆動信号と、アクチュエータ１３１を駆動させた際にセンサ１３０で検出される振動状態信号から算出される伝達特性と、アクティブ制振装置に要求される制振性能に基づいて、アクティブ制振装置の制振性能を満たすために必要となる制振器のセンサ１３０と、アクチュエータ１３１の増減を算出する処理方法を備える。

さらに、複数の伝達特性と、制振性能に基づいて、制振器の複数のセンサ１３０、複数のアクチュエータ１３１のうち、制振性能を満たすために最低限必要となるセンサ１３０と、アクチュエータ１３１の組み合わせを算出することを特徴とする処理方法を備える。

また、本実施例では、制振性能は、アクティブ制振装置でセンサ１３０と、アクチュエータ１３１を用いて実際に制振を実行した際の振動と、伝達特性の取得時の振幅の差分以上の値が設定される振幅マージン３１４と、アクティブ制振装置にてセンサ１３０と、アクチュエータ１３１を用いて実際に制振を実行した際に、制振の対象となる周波数以外に与える振動の振幅を制限するための振幅の閾値である制限振幅３１６を備えることを特徴とする処理方法を有する。

さらに、複数のセンサ１３０で検出される振動状態信号を取得し、複数のアクチュエータ１３１の駆動させるための駆動指令信号を出力し、アクチュエータ１３１を駆動させるための駆動信号と、アクチュエータ１３１を駆動させた際にセンサ１３０で検出される振動状態信号から伝達特性を算出する処理方法を備える。

また、計測装置の入力装置１２からアクティブ制振装置に要求される制振性能を設定し、計測装置の表示装置１３から前記伝達特性演算部で算出された結果を提示する処理方法を備える。

さらに、伝達特性演算部１１２で算出された結果に基づいて表示デバイスを制御し、アクティブ制振装置の制振器に取り付けられた表示デバイスを制御することで、複数の伝達特性と、制振性能に基づいて算出される結果を提示する処理方法を備える。

さらに、伝達特性演算部１１２で算出された結果に基づいて表示デバイスを制御し、計測装置に取り付けられた表示デバイスを制御することで、伝達特性と、制振性能に基づいて算出された結果を提示する処理方法を備える。

本実施例によれば、制振対象２０に設置された複数のアクチュエータを１３１用いて実験的に振動させ、複数のセンサ１３０で取得される特性を用いて、必要なセンサ１３０、アクチュエータ１３１の個体や、センサ１３０、アクチュエータ１３１の増減を、自動的に算出できるため、制振対象２０の機構特性や、機構モデルを用意する必要がなくなり、制振対象２０へのアクティブ制振装置の適用工数を低減できる。このため、特に製品の後工程の振動問題に迅速に対応し、かつ、高い制振効果を実現することができる。

＜実施例２＞
図９は、本実施例に係る計測装置の第二の実施例を示す図である。

本実施例では、制振対象２０に設置される各センサ１３０に、計測装置の制振器構成演算１０２の演算結果を表示するセンサ搭載型表示部９００と、制振対象２０に設置される各アクチュエータ１３１に、計測装置の制振器構成演算１０２の演算結果を表示するアクチュエータ搭載型表示部９０１が搭載される。

また、計測装置の伝達特性取得装置１１では、新たに、制振器構成演算１０２の結果に基づいて、センサ搭載型表示部９００と、アクチュエータ搭載型表示部９０１の表示方法を制御する表示制御部９１０を備える。

本実施例では、実際の制振器に直接搭載されているセンサ搭載型表示部９００と、アクチュエータ搭載型表示部９０１を用いて、制振器構成演算１０２で選択されるセンサ１３０と、アクチュエータ１３１の組を提示するため、制振器の設置変更や、本設置する際の作業者の間違えを低減できる。

本実施例の計測装置によって得られるその他の効果については、実施例１のものと同様であるため、その重複説明は省略する。

１０ 制振器構成算出装置
１１ 伝達特性取得装置
１２ 入力装置
１３ 表示装置
２０ 制振対象
１００ 伝達特性格納部
１０１ 制振性能設定部
１０２ 制振器構成演算部
１１０ 振動検出部
１１１ 駆動制御部
１１２ 伝達特性演算部
１３０ センサ
１３１ アクチュエータ
３００ 振動特性
３１０ 振動ピーク周波数
３１１ 振動ピーク振幅
３１２ 目標振幅
３１３ 制振量
３１４ 振幅マージン
３１５ 必要振幅
３１６ 制限振幅
５００ 第一の伝達特性
５０１ 第二の伝達特性
５０２ 第三の伝達特性
６００ 第四の伝達特性
６０１ 第五の伝達特性
６１０ 合成伝達特性
７００ 設定画面
７０１ 制振性能入力部
７０２ 制振性能表示部
８００ 表示画面
８０１ 制振振動表示部
８０２ 演算結果表示部
８０３ 制振器選択結果表示部
９００ センサ搭載型表示部
９０１ アクチュエータ搭載型表示部
９１０ 表示制御部

Claims (8)

1. 複数のセンサと、複数のアクチュエータからなる制振器を備え、制振器を制振対象に設置するアクティブ制振装置に適用され、
   前記アクチュエータを駆動させるための駆動信号と、前記アクチュエータを駆動させた際に前記センサで検出される振動状態信号と、から算出される伝達特性を複数格納する伝達特性格納部と、
   前記アクティブ制振装置に要求される振動の低減量と、振動の周波数と、からなる制振性能を設定する制振性能設定部と、
   前記伝達特性格納部に格納された複数の伝達特性と、前記制振性能設定部に設定された制振性能に基づいて、前記制振性能設定部に設定された制振性能を満たすために必要となる制振器のセンサと、アクチュエータの増減を算出する伝達特性演算部と、を備えることを特徴とする計測装置。
2. 請求項１に記載の計測装置において、
   伝達特性演算部は、前記伝達特性格納部に格納された複数の伝達特性と、前記制振性能設定部に設定された制振性能に基づいて、制振器の複数のセンサ、複数のアクチュエータのうち、制振性能設定部に設定された制振性能を満たすために最低限必要となるセンサと、アクチュエータの組み合わせを算出することを特徴とする計測装置。
3. 請求項１に記載された計測装置において、
   前記制振性能設定部は、制振性能の設定として、アクティブ制振装置にて前記センサと、前記アクチュエータを用いて実際に制振を実行した際の振幅と、伝達特性の取得時の振幅の差分以上の値が設定される振幅マージンと、アクティブ制振装置にて前記センサと、前記アクチュエータを用いて実際に制振を実行した際に制振の対象となる周波数以外に与える振動の振幅を制限するための振幅の閾値である制限振幅と、を備えることを特徴とする計測装置。
4. 請求項１に記載された計測装置において、
   複数のセンサが接続され、前記センサで検出される振動状態信号を取得する振動検出部と、
   複数のアクチュエータが接続され、前記アクチュエータの駆動方法の入力情報に基づき前記アクチュエータに駆動指令信号を出力し、前記アクチュエータを駆動させる制御部と、
   前記アクチュエータを駆動させるための駆動信号と、前記アクチュエータを駆動させた際に前記センサで検出される振動状態信号と、から伝達特性を算出する伝達特性演算部と、を備え、
   前記伝達特性演算部は、算出した伝達特性を前記伝達特性格納部に格納することを特徴とする計測装置。
5. 請求項１に記載された計測装置において、
   アクティブ制振装置に要求される制振性能を、前記制振性能設定部に設定する入力装置と、
   前記制振器構成演算部で算出された結果を提示する表示装置と、を備えることを特徴とする計測装置。
6. 請求項５に記載の計測装置において、
   前記入力装置と、前記表示装置は、一体型であることを特徴とする計測装置。
7. 請求項１に記載された計測装置において、
   前記伝達特性演算部で算出された結果に基づいて表示デバイスを制御する表示制御部を備え、
   表示制御部は、アクティブ制振装置の制振器に取り付けられた表示デバイスを制御することで前記伝達特性演算部にて算出された結果を提示することを特徴とする計測装置。
8. 請求項１に記載された計測装置において、
   前記伝達特性演算部で算出された結果に基づいて表示デバイスを制御する表示制御部を備え、
   表示制御部は、計測装置自身に取り付けられた表示デバイスを制御することで前記伝達特性演算部にて算出された結果を提示することを特徴とする計測装置。