JP2839285B2 - Actuator control method - Google Patents
Actuator control methodInfo
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- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複数のリニアアクチュエータに支持される
可動体の変位方向の制御に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to control of a displacement direction of a movable body supported by a plurality of linear actuators.
（従来の技術） ビルなどの建造物の地震による揺れを制振するため、
水平方向に変位自由に支持された可動体（マス）と建造
物との間に、２次元方向から２台の油圧シリンダを介装
した制振装置が知られている。各油圧シリンダはそれぞ
れユニバーサルジョイントを介して建造物と可動体とに
結合し、可動体の中立位置で互いに直角をなすように配
設される。(Prior art) In order to control the shaking of buildings and other structures caused by earthquakes,
2. Description of the Related Art There is known a vibration damping device in which two hydraulic cylinders are interposed in a two-dimensional direction between a movable body (mass) supported horizontally and freely movable and a building. Each hydraulic cylinder is connected to the building and the movable body via a universal joint, and is disposed so as to be perpendicular to each other at a neutral position of the movable body.
これらの油圧シリンダは、建造物が動揺すると、可動
体を揺れと同方向に駆動するように伸縮し、可動体の慣
性抵抗に基づき制振力を揺れと逆向きに建造物に作用さ
せるようになっている。These hydraulic cylinders expand and contract so as to drive the movable body in the same direction as the shake when the building shakes, so that the damping force acts on the building in the opposite direction to the shake based on the inertial resistance of the movable body. Has become.
このために、各油圧シリンダには指令信号に比例した
流量を供給するレギュレータが付設され、建造物の動揺
を検出して対応する指令信号をレギュレータに出力する
動揺検出並びに指令信号出力手段が別に設けられる。For this purpose, each hydraulic cylinder is provided with a regulator for supplying a flow rate in proportion to the command signal, and a means for detecting the movement of the building and outputting a corresponding command signal to the regulator and a command signal output means are separately provided. Can be
（発明の課題） ところが、このような制振装置においては、伸縮する
アクチュエータが相互に干渉するため、可動体を応答良
く揺れの方向に一致させて駆動することは容易でなかっ
た。(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a vibration damping device, it is not easy to drive the movable body in a responsive manner in accordance with the direction of the swing, because the telescopic actuators interfere with each other.
本発明は、このような問題点に鑑みて、アクチュエー
タの相互干渉による可動体の意図しない方向への変位を
いち早く補償して、可動体を目標とする方向へ速やかか
つ正確に駆動することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and aims to quickly and accurately drive a movable body in a target direction by quickly compensating for displacement of the movable body in an unintended direction due to mutual interference of actuators. And
（課題を達成するための手段） 本発明は、一端を可動体の中心へ他端を建造物へピボ
ット結合するアクチュエータを、異なる方向に複数を配
置し、建造物の揺動の方向と速度を検知して、これから
各アクチュエータの軸方向の指令信号を演算し、演算し
た指令信号を対応する各アクチュエータへ出力して各ア
クチュエータを伸縮させ、建造物の揺れと同一方向へ同
一速度で可動体を駆動するように制御する手段を備え、
可動体の実際の変位位置と速度を検出して、これらの位
置及び速度から、一個のアクチュエータの作動速度に対
して、可動体を建造物と同一方向へ変位させるのに必要
な他のアクチュエータの作動速度を算出し、この算出し
た作動速度に基づき他のアクチュエータへの前記指令信
号を補正する。(Means for Achieving the Object) According to the present invention, a plurality of actuators having one end pivotally connected to the center of a movable body and the other end pivotally connected to a building are arranged in different directions, and the direction and speed of the swing of the building are controlled. Detects and calculates the axial command signal of each actuator from this, outputs the calculated command signal to each corresponding actuator, expands and contracts each actuator, and moves the movable body at the same speed in the same direction as the shaking of the building. Means for controlling to drive,
The actual displacement position and speed of the movable body are detected, and from these positions and speeds, the other actuators necessary to displace the movable body in the same direction as the building with respect to the operating speed of one actuator are determined. An operation speed is calculated, and the command signal to another actuator is corrected based on the calculated operation speed.
（作用） 可動体の位置と速度と一個のアクチュエータの作動速
度に基づき、他のアクチュエータへの指令信号を補正す
ることにより、アクチュエータの相互干渉による可動体
の指定方向からのずれが補償される。(Operation) By correcting a command signal to another actuator based on the position and speed of the movable body and the operating speed of one actuator, a deviation of the movable body from the designated direction due to mutual interference of the actuators is compensated.
（実施例） 第１図〜第３図を用いて本発明の実施例を説明する。(Embodiment) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第１図は、所定の質量を備えた水平方向に移動しうる
可動体１をアクチュエータとしての油圧シリンダＡとＢ
に連結した制振装置を示し、油圧シリンダＡとＢはとも
に可動体１の中心10にヒンジ結合し、可動体１が中立位
置にある状態では互いに直角をなすようにそれぞれピボ
ット２と３を介して建造物４に旋回自由に支持される。FIG. 1 shows a movable body 1 having a predetermined mass which can move in a horizontal direction and hydraulic cylinders A and B as actuators.
The hydraulic cylinders A and B are hinged to the center 10 of the movable body 1 via pivots 2 and 3 so that they are at right angles to each other when the movable body 1 is in the neutral position. And is freely supported by the building 4 for turning.
油圧シリンダＡとＢには、作動油を入力信号に比例し
た流量で供給するレギュレータ５と６及び伸縮位置を検
出するストロークセンサ８と９がそれぞれ付設される。The hydraulic cylinders A and B are respectively provided with regulators 5 and 6 for supplying hydraulic oil at a flow rate proportional to the input signal, and with stroke sensors 8 and 9 for detecting expansion and contraction positions.
また、建造物の揺れに対して可動体１を揺れと同一方
向に同一速度で駆動するように、油圧シリンダＡとＢの
各軸方向の速度成分を演算し、対応する指令信号ＩCAと
ICBをレギュレータ５と６に出力する、図示されない動
揺検出並びに指令信号出力手段が別に設けられる。In addition, in order to drive the movable body 1 in the same direction and at the same speed as the shaking of the building, the speed components in the respective axial directions of the hydraulic cylinders A and B are calculated, and the corresponding command signals ICA and
An unillustrated oscillation detection and command signal output means for outputting the ICB to the regulators 5 and 6 is provided separately.
そして、これらの信号ICAとICBを補正するためにコン
トローラ７が設けられる。コントローラ７はストローク
センサ８と９の検出した油圧シリンダＡとＢのストロー
ク位置から、可動体１の実際の位置と変位速度とを算出
し、油圧シリンダＢの前記指令信号ICBに対して可動体
１を指定方向へ正しく駆動するのに必要な、油圧シリン
ダＡの作動速度を算出する。そして、この作動速度に基
づき補正信号iAを算出して出力することにより、指令信
号ICAを２次信号IAとしてレギュレータ５に入力し、油
圧シリンダＡを伸縮させる。A controller 7 is provided to correct these signals ICA and ICB. The controller 7 calculates the actual position and displacement speed of the movable body 1 from the stroke positions of the hydraulic cylinders A and B detected by the stroke sensors 8 and 9, and responds to the command signal ICB of the hydraulic cylinder B The operation speed of the hydraulic cylinder A required to correctly drive in the designated direction is calculated. Then, by calculating and outputting the correction signal iA based on the operation speed, the command signal ICA is input to the regulator 5 as the secondary signal IA, and the hydraulic cylinder A is expanded and contracted.
次に作用を説明する。 Next, the operation will be described.
建造物が動揺すると、動揺検出並びに指令信号出力手
段が可動体１を揺れの方向と速度に応じた指令信号ＩCA
とＩCBを油圧シリンダＡとＢの各レギュレータ５と６に
出力する。When the building is shaken, the shaking detection and command signal output means sets the movable body 1 to a command signal ICA corresponding to the direction and speed of the shaking.
And ICB to the regulators 5 and 6 of the hydraulic cylinders A and B, respectively.
すなわち、例えば建造物４の揺れの方向が中立位置の
油圧シリンダＢの軸と一致しているとすると、動揺検出
並びに信号出力手段は油圧シリンダＢを伸縮させる指令
信号ＩCBのみを出力し、指令信号ＩCAは出力されない。
しかしながら、この指令信号ＩCBがそのままレギュレー
タ６に入力されると、可動体１は第２図に示すようにピ
ボット２を中心として油圧シリンダＡの長さｐを半径と
する円弧を描いて指定進路からそれてしまう。That is, for example, assuming that the direction of the swing of the building 4 coincides with the axis of the hydraulic cylinder B at the neutral position, the sway detection and signal output means outputs only the command signal ICB for expanding and contracting the hydraulic cylinder B, and the command signal ICA is not output.
However, when the command signal ICB is input to the regulator 6 as it is, the movable body 1 draws an arc with the length p of the hydraulic cylinder A as a radius around the pivot 2 as shown in FIG. Diverge.
この場合に、中立位置における可動体１の中心10を原
点とし、中立位置の油圧シリンダＡとＢの方向をそれぞ
れ縦軸及び横軸とし、図の実線に示す中心10の原点から
の横軸方向の距離をｙ、同方向の可動体１の速度をと
すると、油圧シリンダＡの旋回角θは、 sinθ＝y/pであらわされる。In this case, the center 10 of the movable body 1 at the neutral position is set as the origin, the directions of the hydraulic cylinders A and B at the neutral position are set as the vertical axis and the horizontal axis, respectively, and the horizontal axis direction from the origin of the center 10 shown by the solid line in the figure. Is the distance of y and the speed of the movable body 1 in the same direction, the turning angle θ of the hydraulic cylinder A is represented by sin θ = y / p.
また、可動体１をこの位置から図の横軸方向に駆動す
るのに必要な油圧シリンダＡの伸張速度をａとする
と、 ａ＝・tanθ/cosθ＝・sinθ／（１−sin2θ） ＝・ｙ・p/（p2−y2） なお、ｐは一定であり、また、第２図に示すように
（p2−y2）も可動体１が横軸に沿って変位する限り、θ
によらず一定となる。したがって、 ａ＝kj・・ｙとなる。Further, assuming that the extension speed of the hydraulic cylinder A necessary to drive the movable body 1 from this position in the horizontal axis direction in the drawing is a, a = tan tan / cos θ = sin θ / (1−sin 2 θ) = Y · p / (p 2 −y 2 ) Here, p is constant, and as shown in FIG. 2 , (p 2 −y 2 ) as long as the movable body 1 is displaced along the horizontal axis. θ
It is constant regardless of Therefore, a = kj..y.
ただし、kj:比例定数 そこで、コントローラ７はストロークセンサ８と９の
検出するストローク位置からとｙを求め、上の式から
算出されるａに対応する補正信号iAを出力して指令信
号ＩCAを２次信号ＩAへと補正する。Here, kj is a proportional constant. Therefore, the controller 7 obtains y from the stroke positions detected by the stroke sensors 8 and 9, outputs a correction signal iA corresponding to a calculated from the above equation, and outputs the command signal ICA to 2 The signal is corrected to the next signal IA.
このように、油圧シリンダＢの伸張駆動が開始される
と同時に、コントローラ７が補正信号iAの出力を開始す
ることにより、油圧シリンダＢの伸張に対応して油圧シ
リンダＡが伸張し、可動体１は第３図の破線に示すよう
に揺れの方向である横軸に近似した進路を保って変位す
る。なお、揺れの方向が横軸と一致しない場合も、コン
トローラ７が可動体１の速度と原点からの距離ｙとを
算出し、これらの値からａを算出して補正信号iAを出
力することにより、同様の進路補正が行われ、可動体１
の指定進路からのずれは最小限に抑えられる。As described above, the controller 7 starts outputting the correction signal iA at the same time as the extension driving of the hydraulic cylinder B is started, so that the hydraulic cylinder A is extended in accordance with the extension of the hydraulic cylinder B, and the movable body 1 is extended. Is displaced while keeping the course approximate to the horizontal axis which is the direction of the swing as shown by the broken line in FIG. Even when the direction of the swing does not coincide with the horizontal axis, the controller 7 calculates the speed of the movable body 1 and the distance y from the origin, calculates a from these values, and outputs the correction signal iA. The same course correction is performed, and the movable body 1
The deviation from the designated course is minimized.
なお、以上の制御方法は３本以上のアクチュエータに
支持された可動体にも適用可能である。The above control method is also applicable to a movable body supported by three or more actuators.
（発明の効果） 以上のように、本発明は一端を可動体の中心へ他端を
建造物へピボット結合するアクチュエータを、異なる方
向に複数を配置し、建造物の揺動の方向と速度を検知し
て、これから各アクチュエータの軸方向の指令信号を演
算し、演算した指令信号を対応する各アクチュエータへ
出力して各アクチュエータを伸縮させ、建造物の揺れと
同一方向へ同一速度で可動体を駆動するように制御する
手段を備え、可動体の実際の変位位置と速度を検出し
て、これらの位置及び速度から、一個のアクチュエータ
の作動速度に対して、可動体を建造物と同一方向へ変位
させるのに必要な他のアクチュエータの作動速度を算出
し、この算出した作動速度に基づき他のアクチュエータ
への前記指令信号を補正するため、他のアクチュエータ
との相互干渉によってアクチュエータがピボットを中心
にして旋回してしまい、可動体が建造物の動揺方向から
ずれた方向へ動いてしまうのを回避することができる。
したがって、可動体を応答良く正確に建造物の揺れと同
一方向へ同一速度で変位させることができる。(Effects of the Invention) As described above, the present invention arranges a plurality of actuators having one end pivotally connected to the center of the movable body and the other end to the building in different directions, and adjusts the swinging direction and speed of the building. Detects and calculates the axial command signal of each actuator from this, outputs the calculated command signal to each corresponding actuator, expands and contracts each actuator, and moves the movable body at the same speed in the same direction as the shaking of the building. A means for controlling driving is provided, and the actual displacement position and speed of the movable body are detected, and from these positions and speeds, the movable body is moved in the same direction as the building relative to the operating speed of one actuator. The operation speed of the other actuator necessary for displacement is calculated, and the command signal to the other actuator is corrected based on the calculated operation speed. It is possible to prevent the actuator from turning around the pivot due to the mutual interference and the movable body from moving in a direction deviated from the swinging direction of the building.
Therefore, the movable body can be displaced in the same direction and at the same speed as the swing of the building with good response and accuracy.
第１図は本発明の実施例を示す制振装置のダイアグラ
ム、第２図は可動体の変位を示す制振装置の概略平面
図、第３図は制御の効果を示す制振装置の概略平面図で
ある。 １……可動体、４……建造物、5,6……レギュレータ、
７……コントローラ、A,B……油圧シリンダ。FIG. 1 is a diagram of a vibration damping device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view of a vibration damping device showing displacement of a movable body, and FIG. 3 is a schematic plan view of a vibration damping device showing effects of control. FIG. 1… Movable body, 4… Building, 5,6 …… Regulator,
7. Controller, A, B ... Hydraulic cylinder.
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E04H 9/02 F16F 15/02Continuation of the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) E04H 9/02 F16F 15/02
Claims (1)
ット結合するアクチュエータを、異なる方向に複数を配
置し、建造物の揺動の方向と速度を検知して、これから
各アクチュエータの軸方向の指令信号を演算し、演算し
た指令信号を対応する各アクチュエータへ出力して各ア
クチュエータを伸縮させ、建造物の揺れと同一方向へ同
一速度で可動体を駆動するように制御する手段を備え、
可動体の実際の変位位置と速度を検出して、これらの位
置及び速度から、一個のアクチュエータの作動速度に対
して、可動体を建造物と同一方向へ変位させるのに必要
な他のアクチュエータの作動速度を算出し、この算出し
た作動速度に基づき他のアクチュエータへの前記指令信
号を補正することを特徴とするアクチュエータの制御方
法。1. A plurality of actuators having one end pivotally connected to the center of a movable body and the other end pivotally connected to a building are arranged in different directions, and the direction and speed of the swing of the building are detected. A means for calculating a command signal in the axial direction, outputting the calculated command signal to each corresponding actuator, expanding and contracting each actuator, and controlling the movable body to be driven at the same speed in the same direction as the swing of the building. Prepared,
The actual displacement position and speed of the movable body are detected, and from these positions and speeds, the other actuators necessary to displace the movable body in the same direction as the building with respect to the operating speed of one actuator are determined. A method for controlling an actuator, comprising: calculating an operation speed; and correcting the command signal to another actuator based on the calculated operation speed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118296A JP2839285B2 (en) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | Actuator control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1118296A JP2839285B2 (en) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | Actuator control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02296974A JPH02296974A (en) | 1990-12-07 |
| JP2839285B2 true JP2839285B2 (en) | 1998-12-16 |
Family
ID=14733169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1118296A Expired - Fee Related JP2839285B2 (en) | 1989-05-11 | 1989-05-11 | Actuator control method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2839285B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5954237U (en) * | 1982-10-04 | 1984-04-09 | 三菱電機株式会社 | Vibration control device |
| JPH0652016B2 (en) * | 1987-07-24 | 1994-07-06 | 一登 背戸 | Vibration control device for structures |
-
1989
- 1989-05-11 JP JP1118296A patent/JP2839285B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02296974A (en) | 1990-12-07 |
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