JP2585551B2 - アクティブ防振支持装置の制御方法 - Google Patents
アクティブ防振支持装置の制御方法Info
- Publication number
- JP2585551B2 JP2585551B2 JP61252660A JP25266086A JP2585551B2 JP 2585551 B2 JP2585551 B2 JP 2585551B2 JP 61252660 A JP61252660 A JP 61252660A JP 25266086 A JP25266086 A JP 25266086A JP 2585551 B2 JP2585551 B2 JP 2585551B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- actuator
- support device
- elastic body
- structure member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アクティブ防振支持装置の制御方法に係
り、より詳しくは、機械の防振支持系の共震周波数帯域
にある振動成分の防振支持効果を向上させるアクティブ
防振支持装置の制御方法に関する。
り、より詳しくは、機械の防振支持系の共震周波数帯域
にある振動成分の防振支持効果を向上させるアクティブ
防振支持装置の制御方法に関する。
構造部材の機械的振動は起振源からの振動の伝播によ
って生じる。このため、構造部材の振動の制振には、起
振源からの振動の伝播を抑制することが大きな効果をも
つ。従来こうした起振源からの振動の伝播を抑制する方
法としては、起振源の支持端に防振ゴム等の弾性体をそ
う入する受動的な方法が一般的に用いられてきた。防振
ゴムは広い周波数帯域にわたって抑制効果をもつが、支
持用弾性体と振動物体で構成される系の共振が起きる欠
点があった。このため、能動的な防振、いわゆるアクテ
ィブ防振が考えられるようになってきた。
って生じる。このため、構造部材の振動の制振には、起
振源からの振動の伝播を抑制することが大きな効果をも
つ。従来こうした起振源からの振動の伝播を抑制する方
法としては、起振源の支持端に防振ゴム等の弾性体をそ
う入する受動的な方法が一般的に用いられてきた。防振
ゴムは広い周波数帯域にわたって抑制効果をもつが、支
持用弾性体と振動物体で構成される系の共振が起きる欠
点があった。このため、能動的な防振、いわゆるアクテ
ィブ防振が考えられるようになってきた。
アクティブ防振として、従来、振動物体に取り付けた
加速度検出器の出力信号に基づき、振動物体の速度に比
例した力をアクチュエータによって、振動物体に作用さ
せる速度フィードバック法が用いられてきた。しかしな
がら、この方法は共振周波数帯域における振動物体の振
動を低減することはできるが、起振源である振動物体か
らこれを支持する支持構造部材への伝達力が高周波数域
において増大し、高周波数での防振効果を低下させる欠
点があった。
加速度検出器の出力信号に基づき、振動物体の速度に比
例した力をアクチュエータによって、振動物体に作用さ
せる速度フィードバック法が用いられてきた。しかしな
がら、この方法は共振周波数帯域における振動物体の振
動を低減することはできるが、起振源である振動物体か
らこれを支持する支持構造部材への伝達力が高周波数域
において増大し、高周波数での防振効果を低下させる欠
点があった。
本発明は上記問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は振動系の共振周波数帯域にある振動成分
の防振効果を向上させるアクティブ防振支持装置の制御
方法を提供することにある。
で、その目的は振動系の共振周波数帯域にある振動成分
の防振効果を向上させるアクティブ防振支持装置の制御
方法を提供することにある。
前記の目的を達成するため、本発明に係るアクティブ
防振支持装置の制御方法は、アクチュエータとその下部
に直列に配置された弾性体及びアクチュエータ下部に設
置され支持構造部材に伝達する力を検出する荷重検出器
又はアクチュエータと支持構造部材との間に設置され弾
性体の伸縮量を検出する変位検出器を備えて、振動物体
より支持構造部材への伝搬振動を遮断するアクティブ防
振支持装置の制御方法において、変位検出器又は荷重検
出器で検出される振動物体より支持構造部材への伝達力
又は弾性体の伸縮変位を一階積分し、一階積分に比例し
てアクチュエータを駆動するように構成されている。
防振支持装置の制御方法は、アクチュエータとその下部
に直列に配置された弾性体及びアクチュエータ下部に設
置され支持構造部材に伝達する力を検出する荷重検出器
又はアクチュエータと支持構造部材との間に設置され弾
性体の伸縮量を検出する変位検出器を備えて、振動物体
より支持構造部材への伝搬振動を遮断するアクティブ防
振支持装置の制御方法において、変位検出器又は荷重検
出器で検出される振動物体より支持構造部材への伝達力
又は弾性体の伸縮変位を一階積分し、一階積分に比例し
てアクチュエータを駆動するように構成されている。
本発明によれば、アクチュエータとその下部に直列に
配置された弾性体及びアクチュエータ下部に設置され支
持構造部材に伝達する力を検出する荷重検出器又はアク
チュエータと支持構造部材との間に設置され弾性体の伸
縮量を検出する変位検出器を備えて、アクチュエータ
を、支持構造部材に伝達する力又は弾性体の伸縮量の変
位の一階積分に比例して駆動するため、振動系の共振周
波数領域において支持構造部材への振動伝達力に減衰力
を作用させることができ、従来にない大きな振動遮断効
果が得られる。
配置された弾性体及びアクチュエータ下部に設置され支
持構造部材に伝達する力を検出する荷重検出器又はアク
チュエータと支持構造部材との間に設置され弾性体の伸
縮量を検出する変位検出器を備えて、アクチュエータ
を、支持構造部材に伝達する力又は弾性体の伸縮量の変
位の一階積分に比例して駆動するため、振動系の共振周
波数領域において支持構造部材への振動伝達力に減衰力
を作用させることができ、従来にない大きな振動遮断効
果が得られる。
以下、本発明の実施例を図面を参照にしながら説明す
る。なお第１図は本発明のアクティブ防振制御方法を説
明するための防振制御構成の第１の実施例を示す図、第
２図は第２の実施例を示す図、第３図は本制御方法によ
る防振効果を示す図である。
る。なお第１図は本発明のアクティブ防振制御方法を説
明するための防振制御構成の第１の実施例を示す図、第
２図は第２の実施例を示す図、第３図は本制御方法によ
る防振効果を示す図である。
第１図に示すように、振動物体１は、被防振支持体で
ある支持構造部材２に取付れられた防振支持装置３を介
して支持される。防振支持装置３は、圧電効果や電磁力
で伸縮して変位を発生する電気アクチュエータ４、電気
アクチュエータ４と同じ軸上に配置された荷重検出器５
及び防振ゴム等の防振弾性体（弾性体）８からなってい
る。前記荷重検出器５は、歪ゲージや圧電体等の荷重セ
ンサーである。
ある支持構造部材２に取付れられた防振支持装置３を介
して支持される。防振支持装置３は、圧電効果や電磁力
で伸縮して変位を発生する電気アクチュエータ４、電気
アクチュエータ４と同じ軸上に配置された荷重検出器５
及び防振ゴム等の防振弾性体（弾性体）８からなってい
る。前記荷重検出器５は、歪ゲージや圧電体等の荷重セ
ンサーである。
演算部６は、起振源である振動物体１から支持構造部
材２への振動伝達力である荷重検出器５の荷重信号を一
階積分する。
材２への振動伝達力である荷重検出器５の荷重信号を一
階積分する。
電力増幅器７は、前記演算部６からの出力電圧を電気
アクチュエータ４の印加電力に増幅する。
アクチュエータ４の印加電力に増幅する。
次に、前記実施例における本発明の動作を説明する。
まず第１図の振動系の運動方程式を記述する。
まず第１図の振動系の運動方程式を記述する。
ｍ＋ｋ（ｘ−ｕ）＝ｐ …（１） ここで、ｍは振動物体１の質量、ｋは防振弾性体８の
ばね定数、ｕは電気アクチュエータ４の伸縮量で伸びが
正、ｘは振動物体１の変位で上向きが正、ｐは振動物体
１に作用する回転機械の不釣り合い力等によって発生す
る起振力で上向きが正である。また（‥）は時間に関す
る二階微分を表す。
ばね定数、ｕは電気アクチュエータ４の伸縮量で伸びが
正、ｘは振動物体１の変位で上向きが正、ｐは振動物体
１に作用する回転機械の不釣り合い力等によって発生す
る起振力で上向きが正である。また（‥）は時間に関す
る二階微分を表す。
振動物体１が第１図の変位ｘで振動すると、防振支持
装置３には変動荷重が作用する。この変動荷重（振動伝
達力）Ｌ（引っ張り力を正）は荷重検出器５によって検
出される。つまり、 Ｌ＝ｋ（ｘ−ｕ） …（２） であることから、式（２）を式（１）に代入してｘを消
去すると ｍ＋kL＝ｋ（ｐ−ｍ） …（３） となる。そこで ｕ＝（c/mk）∫Ldt …（４） で電気アクチュエータの伸縮量を制御すると、 ｍ＋ｃ＋kL＝kp …（５） となる。ここで、（・）は時間に関する一階微分を表
す。すなわち、式（４）のように支持構造部材に伝達す
る力又は弾性体の伸縮量の変位の一階積分に比例してア
クチュエータを駆動すると、 式（５）のように速度に比例した減衰成分ｃを追加す
るので、変動荷重Ｌに減衰力を与えることができること
がわかる。さらに、 となるように、式（４）のフィードバック係数ｃを選ぶ
と、防振支持装置を通して支持構造部材に伝搬する振動
伝達力Ｌの周波数特性は第３図の実線のようになる。こ
こで、ｃcは臨界減衰係数である。この図で点線は電気
アクチュエータを駆動しないときの特性である。この結
果から、式（４）のように荷重検出器の出力信号を一階
積分して得られる信号に比例して電気アクチュエータを
駆動することにより、共振応答倍率の大巾な低減が可能
となることがわかる。
装置３には変動荷重が作用する。この変動荷重（振動伝
達力）Ｌ（引っ張り力を正）は荷重検出器５によって検
出される。つまり、 Ｌ＝ｋ（ｘ−ｕ） …（２） であることから、式（２）を式（１）に代入してｘを消
去すると ｍ＋kL＝ｋ（ｐ−ｍ） …（３） となる。そこで ｕ＝（c/mk）∫Ldt …（４） で電気アクチュエータの伸縮量を制御すると、 ｍ＋ｃ＋kL＝kp …（５） となる。ここで、（・）は時間に関する一階微分を表
す。すなわち、式（４）のように支持構造部材に伝達す
る力又は弾性体の伸縮量の変位の一階積分に比例してア
クチュエータを駆動すると、 式（５）のように速度に比例した減衰成分ｃを追加す
るので、変動荷重Ｌに減衰力を与えることができること
がわかる。さらに、 となるように、式（４）のフィードバック係数ｃを選ぶ
と、防振支持装置を通して支持構造部材に伝搬する振動
伝達力Ｌの周波数特性は第３図の実線のようになる。こ
こで、ｃcは臨界減衰係数である。この図で点線は電気
アクチュエータを駆動しないときの特性である。この結
果から、式（４）のように荷重検出器の出力信号を一階
積分して得られる信号に比例して電気アクチュエータを
駆動することにより、共振応答倍率の大巾な低減が可能
となることがわかる。
次に、第２図の実施例を説明する。防振支持装置３は
油圧アクチュエータ９及び防振ゴム等の防振弾性体８か
らなっている。第１図の実施例における荷重検出器５の
代わりに、本実施例では支持構造部材２と防振弾性体８
の上部との間の変位を検出する変位検出器13を装備して
いる。前記油圧アクチュエータ９はサーボバルブ10によ
り運動が制御される。前記サーボバルブ10は油圧ポンプ
11によって供給される高圧の油を、ピストンの上下にサ
ーボアンプ12の電流に比例して流入させ、反対側のシリ
ンダー室の油を排出させピストンを上下運動させる。
油圧アクチュエータ９及び防振ゴム等の防振弾性体８か
らなっている。第１図の実施例における荷重検出器５の
代わりに、本実施例では支持構造部材２と防振弾性体８
の上部との間の変位を検出する変位検出器13を装備して
いる。前記油圧アクチュエータ９はサーボバルブ10によ
り運動が制御される。前記サーボバルブ10は油圧ポンプ
11によって供給される高圧の油を、ピストンの上下にサ
ーボアンプ12の電流に比例して流入させ、反対側のシリ
ンダー室の油を排出させピストンを上下運動させる。
サーボアンプ12は変位検出器13の出力電圧を電力信号
に変換増幅しサーボバルブ10を駆動する。次に、本実施
例における本発明の動作を説明する。本実施例も第１図
の場合と同じく式（１）の運動方程式が成立する。
に変換増幅しサーボバルブ10を駆動する。次に、本実施
例における本発明の動作を説明する。本実施例も第１図
の場合と同じく式（１）の運動方程式が成立する。
変位検出器13によって検出される変位ｙは ｙ＝ｘ−ｕ …（６） であるため、これを式（２）に代入すると、 Ｌ＝ky …（７） となる。したがって、式（７）を式（３）に代入する
と、 ｍ＋ky＝ｐ−ｍ …（８） となる。そこで、 ｕ＝c/m∫ydt …（９） で油圧アクチュエータの伸縮を制御すると、 ｍ＋ｃ＋ky＝ｐ …（10） となる。式（７）の関係より、振動伝達力Ｌに減衰力を
与えることができる。ここで、油圧アクチュエータの油
の圧縮性による弾性が防振弾性体の剛性より非常に大き
いためこれを無視すると、アクチュエータの変位ｕは、 ｕ＝（1/A）∫Qdt …（11） と近似できる。ここで、Ｑはサーボバルブにより供給さ
れる流量、Ａはシリンダーの断面積である。式（９）と
式（11）より Ｑ＝Acy/m …（12） となるようサーボアンプの増幅度を決めればよい。すな
わち、本実施例の場合は第１図の実施例の場合と異なり
油圧アクチュエータ自体が積分機能を持つため積分回路
を必要としない。さらに、第１図の実施例の場合はアク
チュエータと直列に荷重検出器５を挿入する必要があっ
たが、本実施例では変位検出器13を防振支持装置の外部
に取り付ければよいため防振支持装置の構成が簡単化さ
れている。この変位検出器は変位を直接計測するもので
なく、速度計の信号を一階積分して変位とするもの、あ
るいは加速度計で加速度を検出してこれを二階積分して
変位とするものでもよい。
と、 ｍ＋ky＝ｐ−ｍ …（８） となる。そこで、 ｕ＝c/m∫ydt …（９） で油圧アクチュエータの伸縮を制御すると、 ｍ＋ｃ＋ky＝ｐ …（10） となる。式（７）の関係より、振動伝達力Ｌに減衰力を
与えることができる。ここで、油圧アクチュエータの油
の圧縮性による弾性が防振弾性体の剛性より非常に大き
いためこれを無視すると、アクチュエータの変位ｕは、 ｕ＝（1/A）∫Qdt …（11） と近似できる。ここで、Ｑはサーボバルブにより供給さ
れる流量、Ａはシリンダーの断面積である。式（９）と
式（11）より Ｑ＝Acy/m …（12） となるようサーボアンプの増幅度を決めればよい。すな
わち、本実施例の場合は第１図の実施例の場合と異なり
油圧アクチュエータ自体が積分機能を持つため積分回路
を必要としない。さらに、第１図の実施例の場合はアク
チュエータと直列に荷重検出器５を挿入する必要があっ
たが、本実施例では変位検出器13を防振支持装置の外部
に取り付ければよいため防振支持装置の構成が簡単化さ
れている。この変位検出器は変位を直接計測するもので
なく、速度計の信号を一階積分して変位とするもの、あ
るいは加速度計で加速度を検出してこれを二階積分して
変位とするものでもよい。
従来の速度フィードバック法であ、アクチュエータ
を、 となるよう制御する。式（13）を式（１）に代入する
と、 ｍ＋ｃ＋kx＝ｐ …（14） となる。すなわち、これは振動物体の振動を減衰させて
いることがわかる。この場合の伝達力は、式（２）に式
（13）を代入して、 Ｌ＝kx＋ｃ …（15） となる。
を、 となるよう制御する。式（13）を式（１）に代入する
と、 ｍ＋ｃ＋kx＝ｐ …（14） となる。すなわち、これは振動物体の振動を減衰させて
いることがわかる。この場合の伝達力は、式（２）に式
（13）を代入して、 Ｌ＝kx＋ｃ …（15） となる。
式（５）において、ｐ＝peｊωｔ,L＝leｊωｔとおい
て、起振力に対する周波数応答特性を求めると、 となる。ただし、 ωは角振動数である。式（10）の場合も式（16）と同じ
結果を得る。従来の速度フィードバックの式（15）の場
合は式（14）を代入して、起振力に対する伝達力の周波
数応答特性が となる。第３図に式（16）と式（17）による結果を示し
た。第３図中の（ａ）は弾性体による支持だけの場合で
あり、これは式（16）においてｃを零に近づけた場合で
ある。図中の（ｂ）は式（17）の従来の速度フィードバ
ックのアクティブ防振の場合であり、共振を小さくして
いるが、高周波数では伝達力が大きくなっている。図中
（ｃ）は本発明の式（16）の結果であり、高周波数にお
いて伝達力を増大させることなく、共振による伝達力の
増大を押えている。
て、起振力に対する周波数応答特性を求めると、 となる。ただし、 ωは角振動数である。式（10）の場合も式（16）と同じ
結果を得る。従来の速度フィードバックの式（15）の場
合は式（14）を代入して、起振力に対する伝達力の周波
数応答特性が となる。第３図に式（16）と式（17）による結果を示し
た。第３図中の（ａ）は弾性体による支持だけの場合で
あり、これは式（16）においてｃを零に近づけた場合で
ある。図中の（ｂ）は式（17）の従来の速度フィードバ
ックのアクティブ防振の場合であり、共振を小さくして
いるが、高周波数では伝達力が大きくなっている。図中
（ｃ）は本発明の式（16）の結果であり、高周波数にお
いて伝達力を増大させることなく、共振による伝達力の
増大を押えている。
本発明によれば、起振源をアクチュエータを内蔵する
防振支持装置により支持し、アクチュエータを、支持構
造部材に伝達する力又は弾性体の伸縮量の変位の一階積
分に比例して駆動するので、振動系の共振周波数領域に
おいて支持構造部材への振動伝達力に減衰力を作用させ
ることができ、従来より大きな振動遮断効果が得られ
る。また、従来の速度フィードバック法のように高周波
数において支持構造系への振動伝搬を増大させることが
防止される。
防振支持装置により支持し、アクチュエータを、支持構
造部材に伝達する力又は弾性体の伸縮量の変位の一階積
分に比例して駆動するので、振動系の共振周波数領域に
おいて支持構造部材への振動伝達力に減衰力を作用させ
ることができ、従来より大きな振動遮断効果が得られ
る。また、従来の速度フィードバック法のように高周波
数において支持構造系への振動伝搬を増大させることが
防止される。
第１図は本発明のアクティブ防振支持装置の制御方法を
説明するための防振制御構成の第１の実施例を示す図、
第２図は第２の実施例を示す図、第３図は本制御方法に
よる防振効果を示す図である。 １……振動物体、２……支持構造部材 ３……防振支持装置、４……電気アクチュエータ ５……荷重検出器、６……演算部 ７……電力増幅器、８……防振弾性体 ９……油圧アクチュエータ 10……サーボバルブ、11……油圧ポンプ 12……サーボアンプ、13……変位検出器
説明するための防振制御構成の第１の実施例を示す図、
第２図は第２の実施例を示す図、第３図は本制御方法に
よる防振効果を示す図である。 １……振動物体、２……支持構造部材 ３……防振支持装置、４……電気アクチュエータ ５……荷重検出器、６……演算部 ７……電力増幅器、８……防振弾性体 ９……油圧アクチュエータ 10……サーボバルブ、11……油圧ポンプ 12……サーボアンプ、13……変位検出器
Claims (1)
- 【請求項１】アクチュエータとその下部に直列に配置さ
れた弾性体及び前記アクチュエータ下部に設置され支持
構造部材に伝達する力を検出する荷重検出器又は前記ア
クチュエータと前記支持構造部材との間に設置され前記
弾性体の伸縮量を検出する変位検出器を備えて、前記振
動物体より前記支持構造部材への伝搬振動を遮断するア
クティブ防振支持装置の制御方法において、前記変位検
出器又は前記荷重検出器で検出される前記振動物体より
前記支持構造部材への伝達力又は前記弾性体の伸縮変位
を一階積分し、該一階積分に比例して前記アクチュエー
タを駆動することを特徴とするアクティブ防振支持装置
の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61252660A JP2585551B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | アクティブ防振支持装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61252660A JP2585551B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | アクティブ防振支持装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63106019A JPS63106019A (ja) | 1988-05-11 |
| JP2585551B2 true JP2585551B2 (ja) | 1997-02-26 |
Family
ID=17240448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61252660A Expired - Lifetime JP2585551B2 (ja) | 1986-10-23 | 1986-10-23 | アクティブ防振支持装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2585551B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04346041A (ja) * | 1991-05-23 | 1992-12-01 | Fuji Electric Co Ltd | 圧電式荷重センサとその応用装置および回路 |
| JP4154261B2 (ja) * | 2003-03-12 | 2008-09-24 | リオン株式会社 | 音響・振動制御装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6117606A (ja) * | 1984-07-03 | 1986-01-25 | 三菱電機株式会社 | 振動制御装置 |
-
1986
- 1986-10-23 JP JP61252660A patent/JP2585551B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63106019A (ja) | 1988-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8915340B2 (en) | Actuator arrangement for active vibration isolation comprising an inertial reference mass | |
| US6193206B1 (en) | Active vibration isolator | |
| US5011108A (en) | Active mounts | |
| JP3486673B2 (ja) | 能動振動減衰電磁加振機及び能動振動減衰制御方法 | |
| EP0300445B1 (en) | Method for controlling a vibration damping device | |
| GB2228551A (en) | Motor vehicle engine mounting | |
| JP2585551B2 (ja) | アクティブ防振支持装置の制御方法 | |
| GB2228778A (en) | A motor vehicle engine mounting | |
| AU716382B2 (en) | Active pneumatic mount | |
| JPH0463185B2 (ja) | ||
| JPH04231747A (ja) | 液圧減衰形エンジンマウント | |
| JPS62155347A (ja) | アクテイブ防振支持装置 | |
| GB2358900A (en) | Vibration damping | |
| JPS6353331A (ja) | 振動制御装置 | |
| JPH04302729A (ja) | パワーユニット用マウント | |
| JP3298309B2 (ja) | 制振装置の制御装置 | |
| JPH05126200A (ja) | パワーユニツト用マウント | |
| JPH04339019A (ja) | 防振装置 | |
| JPH0712175A (ja) | 精密防振装置 | |
| JP3030151B2 (ja) | パワーユニットマウント装置 | |
| JPH04331834A (ja) | 制御型エンジンマウント | |
| JP2021110370A (ja) | アクティブ防振装置 | |
| JP2966146B2 (ja) | 自動制御機構付き振動抑制装置 | |
| JPH1026175A (ja) | 防振装置 | |
| JPH0249875A (ja) | 制振方法及びその装置 |