JP2665088B2 - 制振装置 - Google Patents
制振装置Info
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- JP2665088B2 JP2665088B2 JP3251366A JP25136691A JP2665088B2 JP 2665088 B2 JP2665088 B2 JP 2665088B2 JP 3251366 A JP3251366 A JP 3251366A JP 25136691 A JP25136691 A JP 25136691A JP 2665088 B2 JP2665088 B2 JP 2665088B2
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- gimbal
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴンドラ等の懸垂型乗
物における制振装置に関する。
物における制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゴンドラ等の懸垂型乗物の制振制御にお
いて、コントロール・モーメント・ジャイロを用い、制
動力を与えて制振を行なう場合、ジンバル角速度を揺動
方向角速度と同相になるように制御する方式がある。こ
の場合、揺動方向の角速度をレートジャイロ等のセンサ
を用いて検出し、ジンバル角速度指令値として揺動方向
の角速度検出値の定数倍として与え、ジンバル軸の角速
度を制御することによって達成できる。
いて、コントロール・モーメント・ジャイロを用い、制
動力を与えて制振を行なう場合、ジンバル角速度を揺動
方向角速度と同相になるように制御する方式がある。こ
の場合、揺動方向の角速度をレートジャイロ等のセンサ
を用いて検出し、ジンバル角速度指令値として揺動方向
の角速度検出値の定数倍として与え、ジンバル軸の角速
度を制御することによって達成できる。
【０００３】図３（ａ）〜（ｃ）は上記の制御方式を用
いた従来の懸垂型乗物における制振装置を示したもの
で、（ａ）は制振装置の構成図、（ｂ）はゴンドラの懸
垂状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）のＡ部拡大図である。
図３において、３はジンバル軸制御用モータ（ジェネレ
ータ）、４はジンバル枠、５はコントロール・モーメン
ト・ジャイロのフライホイール、６はスピンモータ、７
はスピンモータ制御回路、８〜１１は軸受け、１２はジ
ンバル軸制御用モータ駆動回路／制御則コントローラ、
１３はレートセンサ／シグナルコンディショナである。
いた従来の懸垂型乗物における制振装置を示したもの
で、（ａ）は制振装置の構成図、（ｂ）はゴンドラの懸
垂状態を示す図、（ｃ）は（ｂ）のＡ部拡大図である。
図３において、３はジンバル軸制御用モータ（ジェネレ
ータ）、４はジンバル枠、５はコントロール・モーメン
ト・ジャイロのフライホイール、６はスピンモータ、７
はスピンモータ制御回路、８〜１１は軸受け、１２はジ
ンバル軸制御用モータ駆動回路／制御則コントローラ、
１３はレートセンサ／シグナルコンディショナである。
【０００４】上記のようにコントロール・モーメント・
ジャイロを用いて、出力軸方向の制動力を与える場合、
その出力軸方向の揺れ量を、角速度センサ等で検出し、
ジンバル軸角速度をジンバル軸制御用モータ駆動回路／
制御則コントローラ１２により、コントロール・モーメ
ント・ジャイロ出力軸角速度に比例した角速度に制御す
べく、ジンバル制御用モータ３を駆動している。
ジャイロを用いて、出力軸方向の制動力を与える場合、
その出力軸方向の揺れ量を、角速度センサ等で検出し、
ジンバル軸角速度をジンバル軸制御用モータ駆動回路／
制御則コントローラ１２により、コントロール・モーメ
ント・ジャイロ出力軸角速度に比例した角速度に制御す
べく、ジンバル制御用モータ３を駆動している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
制御すべき方向の揺れ角センサ（例えば角速度センサ）
及びセンサ用シグナルコンディショナ１３、ジンバル制
御用モータ駆動回路及びジンバル制御則を与えるコント
ローラ１２等が必要である。又、上記要素に異常が発生
した場合、制振機能が失われるのみならず、異常な揺れ
を誘発する危険もある。
制御すべき方向の揺れ角センサ（例えば角速度センサ）
及びセンサ用シグナルコンディショナ１３、ジンバル制
御用モータ駆動回路及びジンバル制御則を与えるコント
ローラ１２等が必要である。又、上記要素に異常が発生
した場合、制振機能が失われるのみならず、異常な揺れ
を誘発する危険もある。
【０００６】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、揺れ角センサ及びセンサ用シグナルコンディショ
ナ、ジンバル制御用モータ駆動回路、ジンバル制御則用
コントローラ等を必要とせず、構成を簡易化してコスト
の低下を図り得ると共に、重量、保守性を向上し、且
つ、これらの要素の異常による安全性の問題を生ずるこ
となく、コントロール・モーメント・ジャイロが取付け
られている回転体の、コントロール・モーメント・ジャ
イロ出力軸方向の運動に対し、出力軸方向の角速度に比
例した制動力を与えることができる制振装置を提供する
ことを目的とする。
で、揺れ角センサ及びセンサ用シグナルコンディショ
ナ、ジンバル制御用モータ駆動回路、ジンバル制御則用
コントローラ等を必要とせず、構成を簡易化してコスト
の低下を図り得ると共に、重量、保守性を向上し、且
つ、これらの要素の異常による安全性の問題を生ずるこ
となく、コントロール・モーメント・ジャイロが取付け
られている回転体の、コントロール・モーメント・ジャ
イロ出力軸方向の運動に対し、出力軸方向の角速度に比
例した制動力を与えることができる制振装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る制振装置
は、コントロール・モーメント・ジャイロのジンバル軸
に比較的弱いスプリング定数を有するセンタリング用ス
プリングを設け、低周波数域に於いてジンバル軸を中心
に保持し、制動動作時にジンバル軸が両極性方向に等し
く揺れ得るように構成すると共に、上記ジンバル軸に設
けられるジンバル軸制御用モータ（ジェネレータ）の端
子間に負荷インピーダンスを接続し、コントロール・モ
ーメント・ジャイロ出力軸に回転運動に対する制動力を
与えるようにしたことを特徴とするものである。
は、コントロール・モーメント・ジャイロのジンバル軸
に比較的弱いスプリング定数を有するセンタリング用ス
プリングを設け、低周波数域に於いてジンバル軸を中心
に保持し、制動動作時にジンバル軸が両極性方向に等し
く揺れ得るように構成すると共に、上記ジンバル軸に設
けられるジンバル軸制御用モータ（ジェネレータ）の端
子間に負荷インピーダンスを接続し、コントロール・モ
ーメント・ジャイロ出力軸に回転運動に対する制動力を
与えるようにしたことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】コントロール・モーメント・ジャイロが取付け
られている回転体（揺動体）の揺動方向の運動、ジンバ
ル軸の運動及びジンバル制御用モータ（ジェネレータ）
の等価回路を表現する基礎式は次の（１）〜（３）式で
示される。
られている回転体（揺動体）の揺動方向の運動、ジンバ
ル軸の運動及びジンバル制御用モータ（ジェネレータ）
の等価回路を表現する基礎式は次の（１）〜（３）式で
示される。
【０００９】
【数１】 但し、
【００１０】
【数２】
【００１１】説明を簡潔に行なうため、負荷インピーダ
ンスＲは抵抗成分のみとし、Ｌｉ′＜＜Ｒ・ｉの周波数
領域を考える。基礎式をラプラス変換してθとφの関係
を求めると、
ンスＲは抵抗成分のみとし、Ｌｉ′＜＜Ｒ・ｉの周波数
領域を考える。基礎式をラプラス変換してθとφの関係
を求めると、
【００１２】
【数３】
【００１３】諸元をωc1＜ωnI＜ωc2と選定すると、θ
（ｓ）／Ｋ1 φ（ｓ）特性は図２に示すように、ωc1＜
ω＜ωc2の周波数領域ωでθ′＝Ｋ1 φ′となり、上記
（１）式を参照すれば制振動作を行なうことが分かる。
すなわち、
（ｓ）／Ｋ1 φ（ｓ）特性は図２に示すように、ωc1＜
ω＜ωc2の周波数領域ωでθ′＝Ｋ1 φ′となり、上記
（１）式を参照すれば制振動作を行なうことが分かる。
すなわち、
【００１４】
【数４】
【００１５】となる。又、ω＜ωc1の周波数領域ではセ
ンタリング用スプリングによるジンバル軸のセンタリン
グ動作を行なうことが分かる。更に、２軸又は３軸方向
に対する制振についても、同様の効果を与えることがで
きる。
ンタリング用スプリングによるジンバル軸のセンタリン
グ動作を行なうことが分かる。更に、２軸又は３軸方向
に対する制振についても、同様の効果を与えることがで
きる。
【００１６】
【実施例】図１にゴンドラの制振用に用いた本発明によ
る制振装置の実施例を示す。
る制振装置の実施例を示す。
【００１７】同図において、２０は高速回転するフライ
ホイール５を有するコントロール・モーメント・ジャイ
ロで、このジャイロ２０のジンバル軸２１の一端にジン
バル軸制御用モータ３（ジェネレータ）を設ける。そし
て、このジンバル軸制御用モータ３（ジェネレータ）の
端子間に適当なインピーダンス１を接続（短絡）し、コ
ントロール・モーメント・ジャイロ２０の出力軸に、該
出力軸方向の回転運動に対する制動力を与える。また、
上記ジンバル軸２１に比較的弱いスプリング定数を有す
るセンタリング用スプリング２を設け、低周波数域に於
いてジンバル軸２１を中心に保持し、制動動作時にジン
バル軸２１が両極性方向に等しく揺れ得るようにする。
ホイール５を有するコントロール・モーメント・ジャイ
ロで、このジャイロ２０のジンバル軸２１の一端にジン
バル軸制御用モータ３（ジェネレータ）を設ける。そし
て、このジンバル軸制御用モータ３（ジェネレータ）の
端子間に適当なインピーダンス１を接続（短絡）し、コ
ントロール・モーメント・ジャイロ２０の出力軸に、該
出力軸方向の回転運動に対する制動力を与える。また、
上記ジンバル軸２１に比較的弱いスプリング定数を有す
るセンタリング用スプリング２を設け、低周波数域に於
いてジンバル軸２１を中心に保持し、制動動作時にジン
バル軸２１が両極性方向に等しく揺れ得るようにする。
【００１８】その他は、従来装置と同様にジンバル枠
４、フライホイール５に回転を与えるスピンモータ６及
びスピンモータ制御回路７、軸受け８，９，１０，１１
等を有している。上記負荷インピーダンス１の値及びセ
ンタリング用スプリング２の定数は、次のようにして設
定する。
４、フライホイール５に回転を与えるスピンモータ６及
びスピンモータ制御回路７、軸受け８，９，１０，１１
等を有している。上記負荷インピーダンス１の値及びセ
ンタリング用スプリング２の定数は、次のようにして設
定する。
【００１９】まず、ゴンドラ揺動運動の固有振動数ωnI
を求める。外力トルクＭexのスペクトラムと固有振動数
ωnIより制振動作を行なう周波数領域を設定する。又、
必要な減衰定数
を求める。外力トルクＭexのスペクトラムと固有振動数
ωnIより制振動作を行なう周波数領域を設定する。又、
必要な減衰定数
【００２０】
【数５】
【００２１】より目安を付けて諸元を設定する。通常、
制振効果を設定するパラメータはＫ1であり、Ｋ1 を設
定できるパラメータは負荷インピーダンスＲである。負
荷インピーダンスＲは小から大に変化させると制振効果
は徐々に増加し、更に負荷インピーダンスＲを大きくす
ると制振効果は減少して行くので、適当な値を選定す
る。
制振効果を設定するパラメータはＫ1であり、Ｋ1 を設
定できるパラメータは負荷インピーダンスＲである。負
荷インピーダンスＲは小から大に変化させると制振効果
は徐々に増加し、更に負荷インピーダンスＲを大きくす
ると制振効果は減少して行くので、適当な値を選定す
る。
【００２２】そして、上記のようにして選定した値を図
１に示すジンバル軸制御用モータ３の負荷インピーダン
ス１として接続する。また、外力トルクＭexのスペクト
ラムと、制振動作によるジンバル角度の揺れ量を勘案
し、センタリング動作周波数領域を設定してωc を選定
する。ωc が選定値となるようにセンタリング用スプリ
ング定数Ｋθを選定し、選定したすスプリング定数を有
するセンタリング用スプリング２を上記したようにジン
バル軸２１に設ける。コントロール・モーメント・ジャ
イロはゴンドラに図１に示す方向に固定する。
１に示すジンバル軸制御用モータ３の負荷インピーダン
ス１として接続する。また、外力トルクＭexのスペクト
ラムと、制振動作によるジンバル角度の揺れ量を勘案
し、センタリング動作周波数領域を設定してωc を選定
する。ωc が選定値となるようにセンタリング用スプリ
ング定数Ｋθを選定し、選定したすスプリング定数を有
するセンタリング用スプリング２を上記したようにジン
バル軸２１に設ける。コントロール・モーメント・ジャ
イロはゴンドラに図１に示す方向に固定する。
【００２３】本発明は、上記のようにジンバル軸制御用
モータ３に対する負荷インピーダンス１の接続、及びジ
ンバル軸２１にセンタリング用スプリング２を設けるこ
とを特徴としている。以上の構成により、［作用］の項
で説明した様にコントロール・モーメント・ジャイロが
取付けられている運動体の揺動方向に対し制動力を与え
制振動作を行なうことができる。
モータ３に対する負荷インピーダンス１の接続、及びジ
ンバル軸２１にセンタリング用スプリング２を設けるこ
とを特徴としている。以上の構成により、［作用］の項
で説明した様にコントロール・モーメント・ジャイロが
取付けられている運動体の揺動方向に対し制動力を与え
制振動作を行なうことができる。
【００２４】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、高
速回転するフライホイールを有するコントロール・モー
メント・ジャイロのジンバル軸に比較的弱いスプリング
定数のセンタリング用スプリングを設けると共に、ジン
バル軸に設けられるジンバル軸制御用モータ（ジェネレ
ータ）の端子間に負荷インピーダンスを接続し、コント
ロール・モーメント・ジャイロの出力軸に回転運動に対
する制動力を与えるようにしたので、レートジャイロ等
のセンサを用いず、又ジンバル軸制御用モータの制御を
アクティブに行なうことく、コントロール・モーメント
・ジャイロを取付けた運動体の揺動方向に対して制動力
を与えて、制振制御を行なうことができる。従って、構
成を簡易化してコストの低下を図り得ると共に、重量、
保守性を向上し、且つ、安全性を向上することができ
る。
速回転するフライホイールを有するコントロール・モー
メント・ジャイロのジンバル軸に比較的弱いスプリング
定数のセンタリング用スプリングを設けると共に、ジン
バル軸に設けられるジンバル軸制御用モータ（ジェネレ
ータ）の端子間に負荷インピーダンスを接続し、コント
ロール・モーメント・ジャイロの出力軸に回転運動に対
する制動力を与えるようにしたので、レートジャイロ等
のセンサを用いず、又ジンバル軸制御用モータの制御を
アクティブに行なうことく、コントロール・モーメント
・ジャイロを取付けた運動体の揺動方向に対して制動力
を与えて、制振制御を行なうことができる。従って、構
成を簡易化してコストの低下を図り得ると共に、重量、
保守性を向上し、且つ、安全性を向上することができ
る。
【図１】本発明の一実施例に係る制振装置の構成図。
【図２】本発明の動作を説明するための図。
【図３】従来の制振装置を示す構成図。
【符号の説明】 １…負荷インピーダンス、２…センタリング用スプリン
グ、３…ジンバル軸制御用モータ（ジェネレータ）、４
…ジンバル枠、５…フライホイール、６…スピンモー
タ、７…スピンモータ制御回路、８〜１１…軸受、２１
…ジンバル軸。
グ、３…ジンバル軸制御用モータ（ジェネレータ）、４
…ジンバル枠、５…フライホイール、６…スピンモー
タ、７…スピンモータ制御回路、８〜１１…軸受、２１
…ジンバル軸。
Claims (1)
- 【請求項１】 高速回転するフライホイールを有するコ
ントロール・モーメント・ジャイロと、このコントロー
ル・モーメント・ジャイロのジンバル軸の一端に取付け
られた制御用モータ（ジェネレータ）と、上記ジンバル
軸の他端に設けられたセンタリング用スプリングと、上
記制御用モータ（ジェネレータ）の端子間に負荷インピ
ーダンスを接続し、上記ジンバル軸とフライホイール軸
に直角方向のコントロール・モーメント・ジャイロ出力
軸に、該出力軸方向の回転運動に対する制動力を与える
手段とを具備したことを特徴とする制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251366A JP2665088B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3251366A JP2665088B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0587183A JPH0587183A (ja) | 1993-04-06 |
| JP2665088B2 true JP2665088B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=17221761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3251366A Expired - Fee Related JP2665088B2 (ja) | 1991-09-30 | 1991-09-30 | 制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2665088B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5437420A (en) * | 1993-07-16 | 1995-08-01 | Hughes Aircraft Company | High torque double gimbal control moment gyro |
| EP0916576B1 (en) * | 1994-07-29 | 2003-03-12 | Hughes Electronics Corporation | High torque double gimbal control moment gyro |
| US5778797A (en) * | 1995-01-19 | 1998-07-14 | Nippon Cable Co., Ltd. | Vibration damping arrangement for cable car |
| CA2167441C (en) * | 1995-01-19 | 2005-07-05 | Masao Mutaguchi | Vibration damping arrangement for cable car |
| JP3752349B2 (ja) * | 1997-03-19 | 2006-03-08 | 株式会社タイトー | 体感型ゲーム機の傾斜回転装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6215075U (ja) * | 1985-07-13 | 1987-01-29 | ||
| JPS62242153A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電気式可変減衰装置を用いた動吸振機 |
-
1991
- 1991-09-30 JP JP3251366A patent/JP2665088B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0587183A (ja) | 1993-04-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970527 |
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