JP2844606B2 - 構造物制振装置 - Google Patents
構造物制振装置Info
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- JP2844606B2 JP2844606B2 JP63204634A JP20463488A JP2844606B2 JP 2844606 B2 JP2844606 B2 JP 2844606B2 JP 63204634 A JP63204634 A JP 63204634A JP 20463488 A JP20463488 A JP 20463488A JP 2844606 B2 JP2844606 B2 JP 2844606B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は吊り橋のタワー、超高層ビルディング、タワ
ー、鉄塔等の構造物の上部に取り付けてこれら構造物の
風荷重（空気力）による振動や、地震による振動振幅を
抑えて早期に振動を減衰させるために用いる構造物制振
装置に関するものである。
ー、鉄塔等の構造物の上部に取り付けてこれら構造物の
風荷重（空気力）による振動や、地震による振動振幅を
抑えて早期に振動を減衰させるために用いる構造物制振
装置に関するものである。
［従来の技術］ 従来、この種構造物制振装置としては、たとえば、特
開昭60−92569号公報に示されているように、振動物体
の振動量を検出する検出手段と、この検出手段によって
検出された振動量に対応する制御力を振動物体に印加す
る駆動装置と、上記制御力を振動物体に印加する際の力
のバランスを達成する付加質量とを有する振動制御装置
において、付加質量の過大な動きを規制するストッパー
およびこのストッパーに対する付加質量の衝撃力を吸収
する緩衝部材を備えた構成としたもの、特開昭60−9257
0号公報に示されているように、構造物に付加重錘駆動
装置を設置し、上記構造物の振動を振動検出器で検出
し、この検出信号に基づいて制御回路で制御信号を発生
し、この信号で上記付加重錘駆動装置の駆動を制御し、
上記構造物の振動を制御するようにしたものにおいて、
地上に設置した地震動検出器と論理回路から構成される
構造物振動予知センサを設け、この出力によって上記付
加重錘駆動装置に電力を供給して制振制御可能状態にす
るようにしたもの、特開昭59−97341号公報に示される
ように、構造物の床部または天井部に可動自在に載置し
た付加重錘と、前記床部または天井部に静止部を固着し
た、付加重錘を駆動するアクチュエータと、カクチュエ
ータを作動させる制御部と、構造物に装着した、構造物
の振動を検出する振動検出器と、構造物の地盤に装着し
た、地盤の振動を検出する振動検出器と、構造物の振動
検出器の検出信号から地盤の振動検出器の検出信号を減
算して制御部の入力とする減算回路とから成るとしたも
の、更には、特開昭60−85165号公報に示されるよう
に、構造物に付加重錘駆動装置を設置し、構造物の振動
を検出する振動検出器からの信号に基づき上記付加重錘
駆動装置のアクチュエータを駆動するようにした構成に
おいて、上記振動検出器から付加重錘駆動装置の間に帯
域フィルタを接続した構成としたもの、等がある。
開昭60−92569号公報に示されているように、振動物体
の振動量を検出する検出手段と、この検出手段によって
検出された振動量に対応する制御力を振動物体に印加す
る駆動装置と、上記制御力を振動物体に印加する際の力
のバランスを達成する付加質量とを有する振動制御装置
において、付加質量の過大な動きを規制するストッパー
およびこのストッパーに対する付加質量の衝撃力を吸収
する緩衝部材を備えた構成としたもの、特開昭60−9257
0号公報に示されているように、構造物に付加重錘駆動
装置を設置し、上記構造物の振動を振動検出器で検出
し、この検出信号に基づいて制御回路で制御信号を発生
し、この信号で上記付加重錘駆動装置の駆動を制御し、
上記構造物の振動を制御するようにしたものにおいて、
地上に設置した地震動検出器と論理回路から構成される
構造物振動予知センサを設け、この出力によって上記付
加重錘駆動装置に電力を供給して制振制御可能状態にす
るようにしたもの、特開昭59−97341号公報に示される
ように、構造物の床部または天井部に可動自在に載置し
た付加重錘と、前記床部または天井部に静止部を固着し
た、付加重錘を駆動するアクチュエータと、カクチュエ
ータを作動させる制御部と、構造物に装着した、構造物
の振動を検出する振動検出器と、構造物の地盤に装着し
た、地盤の振動を検出する振動検出器と、構造物の振動
検出器の検出信号から地盤の振動検出器の検出信号を減
算して制御部の入力とする減算回路とから成るとしたも
の、更には、特開昭60−85165号公報に示されるよう
に、構造物に付加重錘駆動装置を設置し、構造物の振動
を検出する振動検出器からの信号に基づき上記付加重錘
駆動装置のアクチュエータを駆動するようにした構成に
おいて、上記振動検出器から付加重錘駆動装置の間に帯
域フィルタを接続した構成としたもの、等がある。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記特開昭60−92569号公報に開示された
ものは、ストッパー等を有しているため構造が複雑であ
り、特開昭60−92570号公報に開示されたものは、地上
に地震動検出器があるため制御装置が複雑であり、特開
昭59−97341号公報に開示されたものは、減算器が必要
であるため振動検出器が複数必要であり、特開昭60−85
165号公報に開示されたものは、帯域フィルタが必要で
あるため余分な回路が必要である、等の問題点がそれぞ
れある。又、上記各従来方式のものでは、いずれも駆動
体をどのように制御するのかの具体的手段に欠けてお
り、更に構造物の振動と制振装置の駆動体の具体的動き
に関する位相関係が明確ではない。
ものは、ストッパー等を有しているため構造が複雑であ
り、特開昭60−92570号公報に開示されたものは、地上
に地震動検出器があるため制御装置が複雑であり、特開
昭59−97341号公報に開示されたものは、減算器が必要
であるため振動検出器が複数必要であり、特開昭60−85
165号公報に開示されたものは、帯域フィルタが必要で
あるため余分な回路が必要である、等の問題点がそれぞ
れある。又、上記各従来方式のものでは、いずれも駆動
体をどのように制御するのかの具体的手段に欠けてお
り、更に構造物の振動と制振装置の駆動体の具体的動き
に関する位相関係が明確ではない。
そこで、本発明は上記の諸問題点を解決し、簡単な回
路構成で、構造物の錘りの運動エネルギーを最大に与え
て構造物から運動エネルギーを奪い、錘りの位相を構造
物に対して最適となるように制御することにより、構造
物の振動を少なくしようとするものである。
路構成で、構造物の錘りの運動エネルギーを最大に与え
て構造物から運動エネルギーを奪い、錘りの位相を構造
物に対して最適となるように制御することにより、構造
物の振動を少なくしようとするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、構造物の上部
に、駆動装置によって自在に移動させられるようにした
制振用の錘りと、構造物の揺れを検知する加速度センサ
からなる揺れ検知センサを設け、且つ該揺れ検知センサ
で検出した加速度信号を速度信号に変換する第１積分器
と、該第１積分器からの速度信号の符号を反転して構造
物の変位に対し90°遅れ位相で錘りを変位させるように
するための錘り駆動指令を上記駆動装置へ送るアンプと
より構成した位相制御装置を備えてなる構成とする。
に、駆動装置によって自在に移動させられるようにした
制振用の錘りと、構造物の揺れを検知する加速度センサ
からなる揺れ検知センサを設け、且つ該揺れ検知センサ
で検出した加速度信号を速度信号に変換する第１積分器
と、該第１積分器からの速度信号の符号を反転して構造
物の変位に対し90°遅れ位相で錘りを変位させるように
するための錘り駆動指令を上記駆動装置へ送るアンプと
より構成した位相制御装置を備えてなる構成とする。
又、構造物の上部に、駆動装置によって自在に移動さ
せられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺れを検
知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設け、且
つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号の符号を反転
させるセンサ出力反転器と、該センサ出力反転器からの
信号を増幅して構造物の変位に対し90°遅れ位相で錘り
を変位させるようにするための錘り駆動指令を上記駆動
装置へ送るアンプとより構成した位相制御装置を備えて
なる構成としてもよい。
せられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺れを検
知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設け、且
つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号の符号を反転
させるセンサ出力反転器と、該センサ出力反転器からの
信号を増幅して構造物の変位に対し90°遅れ位相で錘り
を変位させるようにするための錘り駆動指令を上記駆動
装置へ送るアンプとより構成した位相制御装置を備えて
なる構成としてもよい。
更に、構造物の上部に、駆動装置によって自在に移動
させられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺れを
検知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設け、
且つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号を速度信号
に変換する第１積分器と、該第１積分器からの出力され
た信号をデジタル化するA/D変換器と、該A/D変換器から
の信号データを入力クロック信号に同期させた記憶する
メモリと、位相設定器で設定された位相を上記メモリに
送りメモリ内のデータの送受をコントロールする位相制
御器と、上記メモリから出力されたデータをアナログ変
換して構造物の変位に対し90°遅れ位相で錘りを変位さ
せるようにするための錘り駆動指令を上記駆動装置へ送
るD/A変換器とより構成した位相制御装置を備えてなる
構成とするとよい。
させられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺れを
検知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設け、
且つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号を速度信号
に変換する第１積分器と、該第１積分器からの出力され
た信号をデジタル化するA/D変換器と、該A/D変換器から
の信号データを入力クロック信号に同期させた記憶する
メモリと、位相設定器で設定された位相を上記メモリに
送りメモリ内のデータの送受をコントロールする位相制
御器と、上記メモリから出力されたデータをアナログ変
換して構造物の変位に対し90°遅れ位相で錘りを変位さ
せるようにするための錘り駆動指令を上記駆動装置へ送
るD/A変換器とより構成した位相制御装置を備えてなる
構成とするとよい。
［作用］ 構造物の揺れが加速度センサからなる揺れ検知センサ
によって検出されると、その加速度信号は位相制御装置
に送られ、第１積分器で速度信号に変換された後、アン
プでその符号が反転されることにより位相制御されて、
構造物の揺れに対し90°遅れ位相で錘りを変位させるよ
うにするための錘り駆動指令が駆動装置へ出力される。
したがって、錘りのエネルギーが構造物に対して最適な
状態で与えられるため、構造物の揺れが素早く抑えられ
る。
によって検出されると、その加速度信号は位相制御装置
に送られ、第１積分器で速度信号に変換された後、アン
プでその符号が反転されることにより位相制御されて、
構造物の揺れに対し90°遅れ位相で錘りを変位させるよ
うにするための錘り駆動指令が駆動装置へ出力される。
したがって、錘りのエネルギーが構造物に対して最適な
状態で与えられるため、構造物の揺れが素早く抑えられ
る。
又、揺れ検知センサでの検出信号をセンサ出力反転器
で反転した後、アンプで増幅させるようにした場合も、
錘りのエネルギーが構造物に対して最適な状態で与えら
れる。
で反転した後、アンプで増幅させるようにした場合も、
錘りのエネルギーが構造物に対して最適な状態で与えら
れる。
更に、第１積分器から出力された速度信号をA/D変換
器で変換してメモリに入れるようにしておくと、メモリ
は位相制御器からの指令により任意の位相遅れでデータ
を排出させることができて、速度の変動に対して位相を
自由に設定できるため、サーボ系の遅れが補正される。
器で変換してメモリに入れるようにしておくと、メモリ
は位相制御器からの指令により任意の位相遅れでデータ
を排出させることができて、速度の変動に対して位相を
自由に設定できるため、サーボ系の遅れが補正される。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は外力を受けて振動する構造物としての吊り橋
のタワーに適用した本発明の一実施例を示すもので、吊
り橋のタワー１の頂部に制振装置本体８、揺れ検知セン
サ９を取り付ける。すなわち、上記制振装置本体８は、
第２図及び第３図に詳細を示す如く、タワー１の頂部
に、該タワー１の揺れ方向に沿ってレール２を架台を介
し敷設して、該レール２上に、錘り４を搭載した台車３
を走行自在に載置し、且つ上記レール２の両端側に配設
した２台のモータ5a,5bの駆動によって回転させられる
ようにしたボールねじ６に、該ボールねじ６の回転運動
を直線運動に変換するための連結金具７を介して上記台
車３を連結し、該ボールねじ６の回転により錘り４が台
車３とともにレール２上を移動させられるようにしてあ
る。
のタワーに適用した本発明の一実施例を示すもので、吊
り橋のタワー１の頂部に制振装置本体８、揺れ検知セン
サ９を取り付ける。すなわち、上記制振装置本体８は、
第２図及び第３図に詳細を示す如く、タワー１の頂部
に、該タワー１の揺れ方向に沿ってレール２を架台を介
し敷設して、該レール２上に、錘り４を搭載した台車３
を走行自在に載置し、且つ上記レール２の両端側に配設
した２台のモータ5a,5bの駆動によって回転させられる
ようにしたボールねじ６に、該ボールねじ６の回転運動
を直線運動に変換するための連結金具７を介して上記台
車３を連結し、該ボールねじ６の回転により錘り４が台
車３とともにレール２上を移動させられるようにしてあ
る。
又、揺れ検知センサ９は、タワー１の上側部に取り付
けられてタワー１の揺れを検知するようにしてあり、更
に本発明では、上記センサ９からの信号を位相制御する
位相制御装置を備え、該位相制御装置より出力される位
相信号を基に上記モータ5a,5bを駆動させるようにし
て、タワー１の揺れに対して錘り４の移動を、ボールね
じ６、連結金具７、台車３を介して任意に位相制御する
ことにより、タワー１の揺れを許容揺れ範囲に抑えると
共にタワー１の運動エネルギーを消費させるようにして
ある。
けられてタワー１の揺れを検知するようにしてあり、更
に本発明では、上記センサ９からの信号を位相制御する
位相制御装置を備え、該位相制御装置より出力される位
相信号を基に上記モータ5a,5bを駆動させるようにし
て、タワー１の揺れに対して錘り４の移動を、ボールね
じ６、連結金具７、台車３を介して任意に位相制御する
ことにより、タワー１の揺れを許容揺れ範囲に抑えると
共にタワー１の運動エネルギーを消費させるようにして
ある。
ここで、本発明における位相制御の原理を第４図を参
照して説明する。第４図中、10はアクチュエータ11によ
って加振される振動台、12は該振動台10上に移動自在に
載置した供試体（第１図のタワー１に相当）、13は錘り
（第２図の錘り４に相当）、14はブラケット、Ｘは供試
体12の変位、Ｘは錘り13の変位、ｍは錘り13の質量であ
る。
照して説明する。第４図中、10はアクチュエータ11によ
って加振される振動台、12は該振動台10上に移動自在に
載置した供試体（第１図のタワー１に相当）、13は錘り
（第２図の錘り４に相当）、14はブラケット、Ｘは供試
体12の変位、Ｘは錘り13の変位、ｍは錘り13の質量であ
る。
今、アクチュエータ11で振動台10をsinカーブで振動
させると、供試体12も同様に振動させられる。このとき
の変位を Ｘ＝Asinωｔ ……（１） （但し、A:振幅、ω：角速度、t:時間） とする。一方、錘り13には、供試体12が動くことにより
エネルギーが変位Ｘを介して与えられる。このときの変
位を Ｘ＝Bsin（ωｔ−θ） ……（２） （但し、B:振幅、−θ:Xに対する遅れ位相） とする。
させると、供試体12も同様に振動させられる。このとき
の変位を Ｘ＝Asinωｔ ……（１） （但し、A:振幅、ω：角速度、t:時間） とする。一方、錘り13には、供試体12が動くことにより
エネルギーが変位Ｘを介して与えられる。このときの変
位を Ｘ＝Bsin（ωｔ−θ） ……（２） （但し、B:振幅、−θ:Xに対する遅れ位相） とする。
今、錘り13の質量ｍに与えられるエネルギー（仕事
量）は、 dE＝ｍ（−）dt ……（３） （１）式より ＝Ａωcosωｔ ……（４） ＝−Ａω2sinωｔ ……（５） （２）式より Ｘ＝Bsinωｔ・cosθ−Bsinθ・cosωｔ ∴＝Ｂωcosωｔ・cosθ＋Ｂωsinθ・sinωｔ ……（６） ＝−Ｂω2sinωｔ・cosθ＋Ｂω2sinθ・cosωｔ …（７） （３）式に（４）（５）（６）式を代入して整理する
と、 １周期分のエネルギーを計算すると、 となり、sinθ＝１のときにＥは最大となるので、θ−9
0°となる。
量）は、 dE＝ｍ（−）dt ……（３） （１）式より ＝Ａωcosωｔ ……（４） ＝−Ａω2sinωｔ ……（５） （２）式より Ｘ＝Bsinωｔ・cosθ−Bsinθ・cosωｔ ∴＝Ｂωcosωｔ・cosθ＋Ｂωsinθ・sinωｔ ……（６） ＝−Ｂω2sinωｔ・cosθ＋Ｂω2sinθ・cosωｔ …（７） （３）式に（４）（５）（６）式を代入して整理する
と、 １周期分のエネルギーを計算すると、 となり、sinθ＝１のときにＥは最大となるので、θ−9
0°となる。
したがって、（２）式にθを代入すると、 ｘ＝Bsin（ωｔ−90） ……（９） となる。
よって、（９）式より明らかなように、供試体12の角
速度ωｔに対して90°遅れで錘り13を動かせば、供試体
12の揺れは減衰することになる。
速度ωｔに対して90°遅れで錘り13を動かせば、供試体
12の揺れは減衰することになる。
以上のことから、タワー１と制振装置本体８の錘り４
の変位の位相差を90°つければよいことが判る。その図
を第５図（イ）に示す。ここで、第５図（イ）より変位
を１回微分すれば、第５図（ロ）に示す如く速度が得ら
れる。更に速度をもう１回微分すれば、第５図（ハ）に
示す如く加速度が得られる。なお、第５図において、実
線は構造物の動きを、又、破線は錘りの動きを示す。し
たがって、本発明では、揺れ検知センサ９を加速度セン
サとしており、タワー１の揺れを揺れ検知センサ９で加
速度として計測し、この加速度を１回積分してタワー１
の速度信号を求め、この速度信号と錘り４の変位信号と
の位相が等価になるように、タワー１の速度信号を反転
した信号を錘り４の速度信号として制振装置本体８の駆
動部に与えることにより錘り４をタワー１の変位に対し
て90°遅れ位相で変位させるようにする。
の変位の位相差を90°つければよいことが判る。その図
を第５図（イ）に示す。ここで、第５図（イ）より変位
を１回微分すれば、第５図（ロ）に示す如く速度が得ら
れる。更に速度をもう１回微分すれば、第５図（ハ）に
示す如く加速度が得られる。なお、第５図において、実
線は構造物の動きを、又、破線は錘りの動きを示す。し
たがって、本発明では、揺れ検知センサ９を加速度セン
サとしており、タワー１の揺れを揺れ検知センサ９で加
速度として計測し、この加速度を１回積分してタワー１
の速度信号を求め、この速度信号と錘り４の変位信号と
の位相が等価になるように、タワー１の速度信号を反転
した信号を錘り４の速度信号として制振装置本体８の駆
動部に与えることにより錘り４をタワー１の変位に対し
て90°遅れ位相で変位させるようにする。
上記位相制御を行わせるための制御ブロック図は第６
図に示す如くである。すなわち、15は揺れ検知センサ９
で検出した加速度信号α1を積分する第１積分器、16は
該第１積分器15の出力である速度信号v1の符号を反転し
てリレー17の各接点17aを介し第１モータ5a用のドライ
ブユニット18aと第２モータ5b用のドライブユニット18b
に駆動指令を送るアンプ、19a,19bはモータ5a,5bの回転
数を上記アンプ16からの信号と等価させるためのフィー
ドバック信号をドライブユニット18a,18bへ送るパルス
ゼネレータ、20は上記第１積分器15からの信号v1を更に
もう１回積分するための第２積分器、21は該第２積分器
20からの変位信号l1と任意の設定値とを比較するコンパ
レータ、17は前記したリレーで、上記コンパレータ21で
設定信号と比較された変位信号l1が設定値より大きい場
合に励磁されて上記各接点17aをON作動させ、モータ5a,
5bを回転させて錘り４を前後に動かすことができるよう
にしてある。22は上記第２積分器20の出力信号を表示す
る変位表示器である。なお、上記コンパレータ21はタワ
ー１が或る揺れの範囲を越えたときに錘り４を動かすた
めのものであるが、必ずしも必要なものではない。又、
変位表示器22も付加的に設けたものであり、絶対的に必
要なものではない。
図に示す如くである。すなわち、15は揺れ検知センサ９
で検出した加速度信号α1を積分する第１積分器、16は
該第１積分器15の出力である速度信号v1の符号を反転し
てリレー17の各接点17aを介し第１モータ5a用のドライ
ブユニット18aと第２モータ5b用のドライブユニット18b
に駆動指令を送るアンプ、19a,19bはモータ5a,5bの回転
数を上記アンプ16からの信号と等価させるためのフィー
ドバック信号をドライブユニット18a,18bへ送るパルス
ゼネレータ、20は上記第１積分器15からの信号v1を更に
もう１回積分するための第２積分器、21は該第２積分器
20からの変位信号l1と任意の設定値とを比較するコンパ
レータ、17は前記したリレーで、上記コンパレータ21で
設定信号と比較された変位信号l1が設定値より大きい場
合に励磁されて上記各接点17aをON作動させ、モータ5a,
5bを回転させて錘り４を前後に動かすことができるよう
にしてある。22は上記第２積分器20の出力信号を表示す
る変位表示器である。なお、上記コンパレータ21はタワ
ー１が或る揺れの範囲を越えたときに錘り４を動かすた
めのものであるが、必ずしも必要なものではない。又、
変位表示器22も付加的に設けたものであり、絶対的に必
要なものではない。
第６図のブロック図について具体的に説明する。タワ
ー１に取付けてある加速度検知センサである揺れ検知セ
ンサ９で加速度が検出されると、その信号α1が第１積
分器15で積分されることにより速度信号v1となる。次に
この速度信号v1の符合がアンプ16で反転された後、ドラ
イブユニット18a,18bに入力されるため、モータ5a,5bが
回転させられることにより錘り４が前後に動かされる。
一方、第１積分器15からの速度信号v1は第２積分器20で
更にもう１回積分されることにより変位信号l1となり、
この変位信号l1がコンパレータ21で設定値と比較され、
設定値よりも大きい場合に、コンパレータ21からの信号
がリレー17に送られることになり、アンプ16とドライブ
ユニット18a,18bとの間の各接点17aがON作動させられる
ことになる。
ー１に取付けてある加速度検知センサである揺れ検知セ
ンサ９で加速度が検出されると、その信号α1が第１積
分器15で積分されることにより速度信号v1となる。次に
この速度信号v1の符合がアンプ16で反転された後、ドラ
イブユニット18a,18bに入力されるため、モータ5a,5bが
回転させられることにより錘り４が前後に動かされる。
一方、第１積分器15からの速度信号v1は第２積分器20で
更にもう１回積分されることにより変位信号l1となり、
この変位信号l1がコンパレータ21で設定値と比較され、
設定値よりも大きい場合に、コンパレータ21からの信号
がリレー17に送られることになり、アンプ16とドライブ
ユニット18a,18bとの間の各接点17aがON作動させられる
ことになる。
次に、第７図は位相制御装置の他の例を示すもので、
上記第６図の実施例の場合には、揺れ検知センサ９で検
出した信号を第１積分器15で１回積分した後、アンプ16
で符号を反転させるようにしたが、第５図から明らかな
ように、タワー１に取付けた揺れ検知センサ９の信号を
反転すれば錘り４の速度信号となり、この信号を錘り４
を駆動する速度信号として使用すれば第５図（イ）に示
す如き動きとなるので、本実施例では、揺れ検知センサ
９での検出信号α2をセンサ出力反転器23で反転して−
α2とし、この信号−α2をアンプ24で増幅した後、リレ
ー17の各接点17bを通してドライブユニット18a,18bへ送
るようにしたものであり、以後の動作は前記した第６図
の場合と同じである。第７図の実施例を採用しても上記
第６図の実施例と同等な作用効果が得られる。
上記第６図の実施例の場合には、揺れ検知センサ９で検
出した信号を第１積分器15で１回積分した後、アンプ16
で符号を反転させるようにしたが、第５図から明らかな
ように、タワー１に取付けた揺れ検知センサ９の信号を
反転すれば錘り４の速度信号となり、この信号を錘り４
を駆動する速度信号として使用すれば第５図（イ）に示
す如き動きとなるので、本実施例では、揺れ検知センサ
９での検出信号α2をセンサ出力反転器23で反転して−
α2とし、この信号−α2をアンプ24で増幅した後、リレ
ー17の各接点17bを通してドライブユニット18a,18bへ送
るようにしたものであり、以後の動作は前記した第６図
の場合と同じである。第７図の実施例を採用しても上記
第６図の実施例と同等な作用効果が得られる。
ところで、タワー１が速い周期で揺れた場合には制振
装置本体８の駆動系に遅れが生じる可能性がある。第８
図はこの駆動系の遅れを補正するための回路を示すもの
である。すなわち、25は第１積分器15から出力された信
号をデジタル化するためのA/D変換器、26は該A/D変換器
25からの信号データをそのａ端子に入力されているクロ
ック信号に同期させて記憶するメモリ、27は位相設定器
28で設定された位相を上記メモリ26に送り該メモリ26内
のデータの送受をコントロールする位相制御器、29は上
記メモリ26から出力されたデータをアナログ変換しリレ
ー17の各接点17cを通してドライブユニット18a,18bへ駆
動指令として送るD/A変換器である。
装置本体８の駆動系に遅れが生じる可能性がある。第８
図はこの駆動系の遅れを補正するための回路を示すもの
である。すなわち、25は第１積分器15から出力された信
号をデジタル化するためのA/D変換器、26は該A/D変換器
25からの信号データをそのａ端子に入力されているクロ
ック信号に同期させて記憶するメモリ、27は位相設定器
28で設定された位相を上記メモリ26に送り該メモリ26内
のデータの送受をコントロールする位相制御器、29は上
記メモリ26から出力されたデータをアナログ変換しリレ
ー17の各接点17cを通してドライブユニット18a,18bへ駆
動指令として送るD/A変換器である。
第８図の回路において、揺れ検知センサ９により検知
された信号α3は第１積分器15で速度信号v3に変えられ
ら後A/D変換器25でデジタル化されてメモリ26に入れら
れる。メモリ26では、揺れ始めて任意周期分のv3のデー
タをａ端子に加わるクロック信号に同期させて記憶する
と同時に、位相設定器28でセトした値に基づく位相制御
器27からの指令により任意の位相遅れでデータを排出す
る。この場合、メモリ26は位相設定器28でセットした位
相によりデータを排出できるので、速度の急激な変動に
対して位相を自由に設定できるため、サーボ系の遅れを
補正できることになる。すなわち、メモリ26を使用しな
い場合には、第９図に示す如く、サーボ遅れにより錘り
４の動き（二点鎖線）に遅れが生じてしまうが、メモリ
26を使用すると、第10図に示す如く、サーボ系に遅れ時
間Δｔ（本実施例では3/4Hz）を折り込むと、錘り４の
動きを補正することができる。つまり、位相を任意周期
遅らせて、サーボ系の遅れを補正しながら制御できるこ
とになる。
された信号α3は第１積分器15で速度信号v3に変えられ
ら後A/D変換器25でデジタル化されてメモリ26に入れら
れる。メモリ26では、揺れ始めて任意周期分のv3のデー
タをａ端子に加わるクロック信号に同期させて記憶する
と同時に、位相設定器28でセトした値に基づく位相制御
器27からの指令により任意の位相遅れでデータを排出す
る。この場合、メモリ26は位相設定器28でセットした位
相によりデータを排出できるので、速度の急激な変動に
対して位相を自由に設定できるため、サーボ系の遅れを
補正できることになる。すなわち、メモリ26を使用しな
い場合には、第９図に示す如く、サーボ遅れにより錘り
４の動き（二点鎖線）に遅れが生じてしまうが、メモリ
26を使用すると、第10図に示す如く、サーボ系に遅れ時
間Δｔ（本実施例では3/4Hz）を折り込むと、錘り４の
動きを補正することができる。つまり、位相を任意周期
遅らせて、サーボ系の遅れを補正しながら制御できるこ
とになる。
なお、前記実施例では吊り橋のタワー１への採用例を
例示したが、第11図に示す如き高層ビル１′や他の構造
物についても同様に採用できるものであり、又、位相を
構造物の振動に対して進ませるように制御して加振装置
として使用することも任意にでき、その他本発明の要旨
を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
例示したが、第11図に示す如き高層ビル１′や他の構造
物についても同様に採用できるものであり、又、位相を
構造物の振動に対して進ませるように制御して加振装置
として使用することも任意にでき、その他本発明の要旨
を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論で
ある。
［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明の構造物制振装置によれば、 （１）構造物の上部に、駆動装置によって自在に移動さ
せられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺れを検
知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設け、且
つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号を速度信号に
変換する第１積分器と、該第１積分器からの速度信号の
符号を反転して構造物の変位に対し90°遅れ位相で錘り
を変位させるようにするための錘り駆動指令を上記駆動
装置へ送るアンプとより構成した位相制御装置を備えて
なる構成としてあるので、簡単な構成で位相制御装置を
製作することができて、この位相制御装置に入った揺れ
検知センサからの加速度信号を第１積分器で速度信号に
変換した後、その符号をアンプで反転することにより、
錘りのエネルギーを構造物に対し90°遅れの位相で最適
に与えることができることから、構造物の揺れを素早く
抑えることができ、又、全体として安価に製作でき、且
つメンテナンスが容易である、 （２）揺れ検知センサで検知した信号を第１積分器で積
分した後、アンプで符号を反転させるようにすることに
代えて、揺れ検知センサで検出した信号をセンサ出力反
転器で反転させた後、アンプで増幅して構造物の変位に
対し90°遅れ位相で錘りを変位させるようにするための
錘り駆動指令を駆動装置へ出力させるようにしても、上
記（１）項と同様に、錘りのエネルギーを構造物に対し
90°遅れの位相で最適な状態で与えることができる、 （３）構造物の上部に、駆動装置によって自在に移動さ
せられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺れを検
知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設け、且
つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号を速度信号に
変換する第１積分器と、該第１積分器から出力された信
号をデジタル化するA/D変換器と、該A/D変換器からの信
号データを入力クロック信号に同期させて記憶するメモ
リと、位相設定器で設定された位相を上記メモリに送り
メモリ内のデータの送受をコントロールする位相制御器
と、上記メモリから出力されたデータをアナログ変換し
て構造物の変位に対し90°遅れ位相で錘りを変位させる
ようにするための錘り駆動指令を上記駆動装置へ送るD/
A変換器とより構成した位相制御装置を備えてなる構成
とすることにより、高速振動によるサーボ系の遅れを位
相制御で補正できるので、高速振動に対しても制振効果
を充分に発揮することができる、 等の優れた効果を発揮する。
せられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺れを検
知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設け、且
つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号を速度信号に
変換する第１積分器と、該第１積分器からの速度信号の
符号を反転して構造物の変位に対し90°遅れ位相で錘り
を変位させるようにするための錘り駆動指令を上記駆動
装置へ送るアンプとより構成した位相制御装置を備えて
なる構成としてあるので、簡単な構成で位相制御装置を
製作することができて、この位相制御装置に入った揺れ
検知センサからの加速度信号を第１積分器で速度信号に
変換した後、その符号をアンプで反転することにより、
錘りのエネルギーを構造物に対し90°遅れの位相で最適
に与えることができることから、構造物の揺れを素早く
抑えることができ、又、全体として安価に製作でき、且
つメンテナンスが容易である、 （２）揺れ検知センサで検知した信号を第１積分器で積
分した後、アンプで符号を反転させるようにすることに
代えて、揺れ検知センサで検出した信号をセンサ出力反
転器で反転させた後、アンプで増幅して構造物の変位に
対し90°遅れ位相で錘りを変位させるようにするための
錘り駆動指令を駆動装置へ出力させるようにしても、上
記（１）項と同様に、錘りのエネルギーを構造物に対し
90°遅れの位相で最適な状態で与えることができる、 （３）構造物の上部に、駆動装置によって自在に移動さ
せられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺れを検
知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設け、且
つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号を速度信号に
変換する第１積分器と、該第１積分器から出力された信
号をデジタル化するA/D変換器と、該A/D変換器からの信
号データを入力クロック信号に同期させて記憶するメモ
リと、位相設定器で設定された位相を上記メモリに送り
メモリ内のデータの送受をコントロールする位相制御器
と、上記メモリから出力されたデータをアナログ変換し
て構造物の変位に対し90°遅れ位相で錘りを変位させる
ようにするための錘り駆動指令を上記駆動装置へ送るD/
A変換器とより構成した位相制御装置を備えてなる構成
とすることにより、高速振動によるサーボ系の遅れを位
相制御で補正できるので、高速振動に対しても制振効果
を充分に発揮することができる、 等の優れた効果を発揮する。
第１図は本発明の構造物制振装置を吊り橋のタワーに採
用した状態を示す概略図、第２図は制振装置本体の構造
を示す正面図、第３図は第２図の切断側面図、第４図は
本発明の原理をモデル化して示した図、第５図は構造物
と錘りとの関係を示すもので、（イ）は変位として、
（ロ）は速度として、（ハ）は加速度としてそれぞれ表
わした線図、第６図は本発明における位相制御装置の一
実施例を示すブロック図、第７図は位相制御装置の他の
例を示すブロック図、第８図はサーボ系の遅れを補正す
るための回路の一例を示すブロック図、第９図はサーボ
系の遅れを補正しない場合の変位を示す図、第10図はサ
ーボ系の遅れを補正した場合の変位を示す図、第11図は
本発明を高層ビルに採用した場合の概略図である。 １…吊り橋タワー（構造物）、１′…高層ビル（構造
物）、２…レール、３…台車、４…錘り、5a,5b…モー
タ、６…ボールねじ、８…制振装置本体、９…揺れ検知
センサ、15…第１積分器、16…アンプ、17…リレー、18
a,18b…ドライブユニット、20…第２積分器、21…コン
パレータ、23…出力反転器、24…アンプ、25…A/D変換
器、26…メモリ、27…位相制御器、28…位相設定器、29
…D/A変換器。
用した状態を示す概略図、第２図は制振装置本体の構造
を示す正面図、第３図は第２図の切断側面図、第４図は
本発明の原理をモデル化して示した図、第５図は構造物
と錘りとの関係を示すもので、（イ）は変位として、
（ロ）は速度として、（ハ）は加速度としてそれぞれ表
わした線図、第６図は本発明における位相制御装置の一
実施例を示すブロック図、第７図は位相制御装置の他の
例を示すブロック図、第８図はサーボ系の遅れを補正す
るための回路の一例を示すブロック図、第９図はサーボ
系の遅れを補正しない場合の変位を示す図、第10図はサ
ーボ系の遅れを補正した場合の変位を示す図、第11図は
本発明を高層ビルに採用した場合の概略図である。 １…吊り橋タワー（構造物）、１′…高層ビル（構造
物）、２…レール、３…台車、４…錘り、5a,5b…モー
タ、６…ボールねじ、８…制振装置本体、９…揺れ検知
センサ、15…第１積分器、16…アンプ、17…リレー、18
a,18b…ドライブユニット、20…第２積分器、21…コン
パレータ、23…出力反転器、24…アンプ、25…A/D変換
器、26…メモリ、27…位相制御器、28…位相設定器、29
…D/A変換器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−312176（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−53331（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−106737（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−1738（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E04H 9/02 341 E04H 9/14 F16F 15/02
Claims (3)
- 【請求項１】構造物の上部に、駆動装置によって自在に
移動させられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺
れを検知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設
け、且つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号を速度
信号に変換する第１積分器と、該第１積分器からの速度
信号の符号を反転して構造物の変位に対し90°遅れ位相
で錘りを変位させるようにするための錘り駆動指令を上
記駆動装置へ送るアンプとより構成した位相制御装置を
備えてなることを特徴とする構造物制振装置。 - 【請求項２】構造物の上部に、駆動装置によって自在に
移動させられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺
れを検知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設
け、且つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号の符号
を反転させるセンサ出力反転器と、該センサ出力反転器
からの信号を増幅して構造物の変位に対し90°遅れ位相
で錘りを変位させるようにするための錘り駆動指令を上
記駆動装置へ送るアンプとより構成した位相制御装置を
備えてなることを特徴とする構造物制振装置。 - 【請求項３】構造物の上部に、駆動装置によって自在に
移動させられるようにした制振用の錘りと、構造物の揺
れを検知する加速度センサからなる揺れ検知センサを設
け、且つ該揺れ検知センサで検出した加速度信号を速度
信号に変換する第１積分器と、該第１積分器から出力さ
れた信号をデジタル化するA/D変換器と、該A/D変換器か
らの信号データを入力クロック信号に同期させて記憶す
るメモリと、位相設定器で設定された位相を上記メモリ
に送りメモリ内のデータの送受をコントロールする位相
制御器と、上記メモリから出力されたデータをアナログ
変換して構造物の変位に対し90°遅れ位相で錘りを変位
させるようにするための錘り駆動指令を上記駆動装置へ
送るD/A変換器とより構成した位相制御装置を備えてな
ることを特徴とする構造物制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204634A JP2844606B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 構造物制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63204634A JP2844606B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 構造物制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0254071A JPH0254071A (ja) | 1990-02-23 |
| JP2844606B2 true JP2844606B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=16493724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63204634A Expired - Fee Related JP2844606B2 (ja) | 1988-08-19 | 1988-08-19 | 構造物制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2844606B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05199856A (ja) * | 1992-01-25 | 1993-08-10 | Marukin Shokuhin Kk | グルコマンナン飲料、並びにグルコマンナン飲料の製造方法 |
| JP5191945B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2013-05-08 | 株式会社Ｉｈｉインフラシステム | 制振装置の制御方法及び装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59106737A (ja) * | 1982-12-08 | 1984-06-20 | Hitachi Ltd | 電気機器の振動低減方法 |
| JPS611738U (ja) * | 1984-06-11 | 1986-01-08 | 三菱自動車工業株式会社 | 車体振動低減装置 |
| JPH0788875B2 (ja) * | 1986-08-19 | 1995-09-27 | 三菱電機株式会社 | 振動制御装置 |
| JPH01312176A (ja) * | 1988-06-11 | 1989-12-15 | Mori Gijutsu Kenkyusho:Kk | 構造物の振動制御装置 |
-
1988
- 1988-08-19 JP JP63204634A patent/JP2844606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0254071A (ja) | 1990-02-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |