JP2766723B2 - アクテイブダイナミツクダンパーの制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は各種構造物の振動抑制を行うアクティブダイ
ナミックダンパーの制御方法に関するものである。

〔従来の技術〕

構造物の振動を抑制する手段の一つとして、構造物の
振動方向に付加振動体を付設し、上記付加振動体を上記
構造物に対して変位させるときの反作用を利用して上記
構造物の振動を抑制するダイナミックダンパーが知られ
ており、更に、上記付加振動体と上記構造物の間にアク
チュエーターを設けて、計測した上記構造物の振動量に
応じて上記アクチュエーターに制振力を発生させること
により制振効果を高めるアクティブダイナミックダンパ
ーも知られている。

しかしながら、このようなアクティブダイナミックダ
ンパーでは、振動を抑制するためにアクチュエーターを
駆動する必要があり、それに何らかのエネルギを加えて
やれねばならず、このため通常電力料金などの形でラン
ニングコストがかかり、従ってアクチュエーター駆動電
力の省エネルギ化が望まれている。

ところで、アクチュエーターにより加えられる制振力
がどのように振動抑制に役立つかを検討すると、第２図
線図は構造物に不規則外力が加えられた時の上記構造物
の振動加速度を周波数分析したものであり、横軸は周波
数、縦軸は各周波数における上記構造物の振動加速度
で、上記構造物には通常固有振動数が存在するので、そ
の振動付近での振動が同図点ａのように大きくなってい
る。

また、第３図線図は上記構造物の振動変位と振動速度
の線形関数により制振力を決定するアクティブダンパー
を付加した場合の、上記構造物の振動加速度の周波数分
析図であり、同図において縦軸，横軸は第２図と同様に
それぞれ上記構造物の振動加速度，周波数である。

更に、第４図線図は第３図に示したケースにおけるア
クティブダンパーのアクチュエーターに加えられた制振
力を周波数分析したものであり、同図において、縦軸，
横軸は、それぞれ制振力，周波数である。

第２図と第３図を比べてみると、アクティブダンパー
を付加することにより、上記構造物の固有振動数付近の
振動が低減しているが、そのほかの周波数においては振
動の抑制効果が現れていないことが分かる。一方第４図
を見ると、このときアクチュエーターには固有振動数よ
り低い周波数の信号が少なからず加えられているが、あ
る周波数の制振力は、その周波数の構造物振動にしか影
響を与えないので、固有振動数より低い帯域に少なから
ず加えられた制振力は、第３図に示したようにあまり振
動抑制効果がないことが分かる。従がって、固有振動数
付近より低い周波数の制振力は無駄に使われていること
になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、このような事情に鑑みて提案されたもの
で、アクチュエーター駆動用電力の消費量が少なくて済
む、従って省エネルギに優れたアクティブダイナミック
ダンパーの制御方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために、本発明は構造物に付加振動体をとりつけ
上記構造物と上記付加振動体の間に設けたアクチュエー
ターにより制振力を加えることにより上記構造物の振動
を抑制するアクティブダイナミックダンパーにおいて、
制振力指令のうち振動抑制への影響力の小さい構造物振
動固有周波数未満の成分を低域除去フィルターにより除
去することを特徴とする。

〔作用〕

低域除去フィルターは、制振力指令のうち、振動抑制
への影響の小さい構造物固有周波数未満の成分を除去す
るので、制振力として消費されるエネルギの総量が小さ
くなるとともに、制振効果にはほとんど影響がないよう
にすることが可能となる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面について説明すると、第１図
系統図において、振動する構造物１は質量2,ばね3,ダン
パー４からなり、質量２に取付ける付加振動体５とし
て、付加ばね6,付加ダンパー７を介して付加質量８を取
付け、また、質量２と付加質量８の間にはアクチュエー
ター９を設置し、制振力を加える。更に、構造物１の変
位と、速度、ならびに付加振動体５の変位と速度は、変
位計10,11,速度計12,13によりそれぞれ計測され、制振
力を決定するために、計測値のそれぞれにゲインを乗じ
て足し合わせるフィードバック機構14をおき、その出力
を低域除去フィルター15に導き、その出力を制振力指令
値としてアクチュエーター９に導く。

このような方法によれば、低域除去フィルターはフィ
ードバック機構の出力信号の中から、制振効果に寄与し
ない成分を除去するので、低域除去フィルターを用いな
い場合に比べてアクチュエーターを駆動するためのエネ
ルギは小さくなるとともに、振動抑制効果にはほとんど
影響がなく、従ってアクティブダイナミックダンパーの
省エネルギが可能となり、経済性が向上する。

〔発明の効果〕

要するに本発明によれば、構造物に付加振動体をとり
つけ上記構造物と上記付加振動体の間に設けたアクチュ
エーターにより制振力を加えることにより上記構造物の
振動を抑制するアクティブダイナミックダンパーにおい
て、制振力指令のうち振動抑制への影響力の小さい構造
物振動固有周波数未満の成分を低域除去フィルターによ
り除去することにより、アクチュエーター駆動用電力の
消費量が少なくて済む、従って省エネルギに優れたアク
ティブダイナミックダンパーの制御方法を得るから、本
発明は産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図である。 第２図は公知の振動体に不規則外力が加わった場合の振
動体加速度の周波数分析図、第３図は公知の振動体にア
クティブダンパーを付加した場合の振動体加速度の周波
数分析図、第４図は公知のアクティブダンパーのアクチ
ュエーターによる制振力の周波数分析図である。 １…構造物、２…質量、３…ばね、４…ダンパー、５…
付加振動体、６…付加ばね、７…付加ダンパー、８…付
加質量、９…アクチュエーター、10,11…変位計、12,13
…速度計、14…フィードバック機構、15…低域除去フィ
ルター、

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】構造物に付加振動体をとりつけ上記構造物
   と上記付加振動体の間に設けたアクチュエーターにより
   制振力を加えることにより上記構造物の振動を抑制する
   アクティブダイナミックダンパーにおいて、制振力指令
   のうち振動抑制への影響力の小さい構造物振動固有周波
   数未満の成分を低域除去フィルターにより除去すること
   を特徴とするアクティブダイナミックダンパーの制御方
   法。