JP2899843B2 - 免震・防振制御方法 - Google Patents
免震・防振制御方法Info
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- JP2899843B2 JP2899843B2 JP6911591A JP6911591A JP2899843B2 JP 2899843 B2 JP2899843 B2 JP 2899843B2 JP 6911591 A JP6911591 A JP 6911591A JP 6911591 A JP6911591 A JP 6911591A JP 2899843 B2 JP2899843 B2 JP 2899843B2
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- Japan
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- vibration
- damper
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- isolation
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- Feedback Control In General (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Auxiliary Devices For Machine Tools (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は構造物や工作機械等を免
震あるいは防振制御する場合に用いる制御方法に関す
る。
震あるいは防振制御する場合に用いる制御方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、地震の影響を抑制するため、建物
を例えば積層ゴムや各種ダンパーで支持するいわゆる免
震構造の建物が構築されている。この種の免震構造の建
物で用いられる従来のダンパーは、主に地盤と建物との
相対速度に比例した減衰力を建物に与える構造のもので
あった。
を例えば積層ゴムや各種ダンパーで支持するいわゆる免
震構造の建物が構築されている。この種の免震構造の建
物で用いられる従来のダンパーは、主に地盤と建物との
相対速度に比例した減衰力を建物に与える構造のもので
あった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した減衰ダンパー
による従来の免震あるいは防振制御方法にあっては、ダ
ンパーが構造物と地盤との絶対速度に比例した減衰力を
与えることができず、理想的な減衰特性を得ることがで
きない欠点があった。
による従来の免震あるいは防振制御方法にあっては、ダ
ンパーが構造物と地盤との絶対速度に比例した減衰力を
与えることができず、理想的な減衰特性を得ることがで
きない欠点があった。
【０００４】すなわち、これを図８に示す一般的な加速
度応答倍率特性を参照しながら説明すると、図からわか
るように与える減衰力が小さい場合には高振動数域での
応答は小さくなるが、共振点での応答は大きくなる。逆
に、与える減衰力を大きくすると共振点での応答は小さ
くなるが、高振動数域での応答が大きくなる。図中破線
で示す曲線が理想的な減衰特性であるが、これは絶対速
度に比例した減衰力を振動系に与えることによって得ら
れるものである。前記したように構造物と地盤との相対
速度に応じた減衰力のみ一義的に与える場合には、破線
で示すような理想的な減衰特性を得ることはできない。
度応答倍率特性を参照しながら説明すると、図からわか
るように与える減衰力が小さい場合には高振動数域での
応答は小さくなるが、共振点での応答は大きくなる。逆
に、与える減衰力を大きくすると共振点での応答は小さ
くなるが、高振動数域での応答が大きくなる。図中破線
で示す曲線が理想的な減衰特性であるが、これは絶対速
度に比例した減衰力を振動系に与えることによって得ら
れるものである。前記したように構造物と地盤との相対
速度に応じた減衰力のみ一義的に与える場合には、破線
で示すような理想的な減衰特性を得ることはできない。
【０００５】なお、アクチュエータを用いて能動的に制
御することにより、絶対速度に応じた減衰力を振動系に
与えることも考えられるが、能動制御は信頼性や経済性
の面で難点がある。
御することにより、絶対速度に応じた減衰力を振動系に
与えることも考えられるが、能動制御は信頼性や経済性
の面で難点がある。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、絶対速度に比例した減衰力を振動系に与えることに
よって理想に近い減衰特性が得られる免震・防振制御方
法を提供することを目的とする。
で、絶対速度に比例した減衰力を振動系に与えることに
よって理想に近い減衰特性が得られる免震・防振制御方
法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】本発明では係る目的を達
成するために、基台とその上部に配置される免震あるい
は防振対象物との間に可変減衰ダンパーを設け、前記基
台の絶対速度を測定するとともに前記免震あるいは防振
対象物の絶対速度を測定し、両者間の相対速度および免
震あるいは防振対象物の絶対速度から前記可変減衰ダン
パーの減衰特性をフアジー推論により制御することを特
徴としている。
成するために、基台とその上部に配置される免震あるい
は防振対象物との間に可変減衰ダンパーを設け、前記基
台の絶対速度を測定するとともに前記免震あるいは防振
対象物の絶対速度を測定し、両者間の相対速度および免
震あるいは防振対象物の絶対速度から前記可変減衰ダン
パーの減衰特性をフアジー推論により制御することを特
徴としている。
【０００８】
【作用】基台の絶対速度を測定するとともに前記免震あ
るいは防振対象物の絶対速度を測定し、免震あるいは防
振対象物の絶対速度のみならず両者間の相対速度を加味
することにより、可変減衰ダンパーをフアジー制御し、
絶対速度に比例した減衰力を振動系に与える。
るいは防振対象物の絶対速度を測定し、免震あるいは防
振対象物の絶対速度のみならず両者間の相対速度を加味
することにより、可変減衰ダンパーをフアジー制御し、
絶対速度に比例した減衰力を振動系に与える。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図１は本発明方法を免震構造物に適用した例を
示す。図において符号１は地盤、２は地盤１上に積層ゴ
ム３を介して支持される構造物、４は地盤１と構造物２
との間に介装されて構造物に対して水平方向の抑制力を
与える可変減衰ダンパーである。可変減衰ダンパー４の
減衰係数は、後に詳述するいわゆるフアジー制御用のコ
ントローラ６によってパワーアンプ７を介して制御され
る。コントローラ６には構造物２の絶対速度を測定する
センサー８からの出力信号が入力されるとともに、該セ
ンサー８の値および地盤１自体の絶対速度を測定するセ
ンサー９の値が入力されてそれらの相対速度を電気信号
の形で発生する演算器１０からの出力信号も入力され
る。
明する。図１は本発明方法を免震構造物に適用した例を
示す。図において符号１は地盤、２は地盤１上に積層ゴ
ム３を介して支持される構造物、４は地盤１と構造物２
との間に介装されて構造物に対して水平方向の抑制力を
与える可変減衰ダンパーである。可変減衰ダンパー４の
減衰係数は、後に詳述するいわゆるフアジー制御用のコ
ントローラ６によってパワーアンプ７を介して制御され
る。コントローラ６には構造物２の絶対速度を測定する
センサー８からの出力信号が入力されるとともに、該セ
ンサー８の値および地盤１自体の絶対速度を測定するセ
ンサー９の値が入力されてそれらの相対速度を電気信号
の形で発生する演算器１０からの出力信号も入力され
る。
【００１０】前記可変減衰ダンパー４には電磁ダンパ
ー、オイルダンパー等種々のダンパーが使用できるが、
ここではその一例として図２に示す公知の電磁ダンパー
４を用いる。このダンパー４は、ケーシング１３に一方
の取付部１４が取り付けられるとともに、ケーシング１
３に固着された円筒部１５に他方の取付部１６が取り付
けられ、円筒部１５にはボールネジ１８が前記取付部１
６と連結されて内蔵され、両取付部１４，１６が接近あ
るいは離間される方向に相対移動する際に、ボールネジ
１８に取り付けられたシャフト１９とともにアルミニュ
ーム製のロータ２０が回転し、このロータ２０とそれに
対向するケーシング１３内のマグネット２２およびコイ
ル２３との間で抵抗力が生じ、もって前記両取付部１
４，１６間に所定の減衰力を与える構造のものである。
なお、ロータ２０とコイル２３との間に生じる抵抗力は
コイル２３に流す電流の大きさにより変化する。
ー、オイルダンパー等種々のダンパーが使用できるが、
ここではその一例として図２に示す公知の電磁ダンパー
４を用いる。このダンパー４は、ケーシング１３に一方
の取付部１４が取り付けられるとともに、ケーシング１
３に固着された円筒部１５に他方の取付部１６が取り付
けられ、円筒部１５にはボールネジ１８が前記取付部１
６と連結されて内蔵され、両取付部１４，１６が接近あ
るいは離間される方向に相対移動する際に、ボールネジ
１８に取り付けられたシャフト１９とともにアルミニュ
ーム製のロータ２０が回転し、このロータ２０とそれに
対向するケーシング１３内のマグネット２２およびコイ
ル２３との間で抵抗力が生じ、もって前記両取付部１
４，１６間に所定の減衰力を与える構造のものである。
なお、ロータ２０とコイル２３との間に生じる抵抗力は
コイル２３に流す電流の大きさにより変化する。
【００１１】次に、上記可変減衰ダンパーによる構造物
の免震制御方法について説明しながらコントローラ６の
作用を明らかにする。地震等により構造物２に横揺れが
生じる場合、構造物２および地盤１の絶対速度はそれぞ
れセンサー８，９によって測定され、それらの測定値は
コントローラ６および演算器１０にそれぞれ送られる。
演算器１０では構造物２と地盤１との間の相対速度が算
出され、それらの値は電気信号の形でコントローラ６へ
送られる。
の免震制御方法について説明しながらコントローラ６の
作用を明らかにする。地震等により構造物２に横揺れが
生じる場合、構造物２および地盤１の絶対速度はそれぞ
れセンサー８，９によって測定され、それらの測定値は
コントローラ６および演算器１０にそれぞれ送られる。
演算器１０では構造物２と地盤１との間の相対速度が算
出され、それらの値は電気信号の形でコントローラ６へ
送られる。
【００１２】コントローラ６ではいわゆるフアジー制御
が行われる。すなわち、そのルールの一例を図３
（ａ），（ｂ）、図４（ａ），（ｂ）に示す。図３
（ａ），（ｃ）は前件部である速度メンパーシップ関数
を、図３（ｂ）は後件部である減衰係数メンバーシップ
関数をそれぞれ示す。図３（ａ）前件部ー図３（ｂ）後
件部に対するルールが図４（ａ）であり、図３（ｃ）前
件部ー図３（ｂ）後件部に対するルールが図４（ｂ）で
ある。ここで、ＰＢはポジテイブビッグ、ＰＭ はポジ
テイブミドル、ＰＳはポジテイブスモール、ＺＯはゼ
ロ、ＮＢはネガテイブビッグ、ＮＭはネガテイブミド
ル、ＮＳはネガテイブスモールをそれぞれ示す。このル
ールに従って、構造物２の絶対速度が大きくかつ構造物
２と地盤１との間の相対速度が小さいときには大きな減
衰係数を、また逆に構造物２の絶対速度が小さくかつ構
造物と地盤との間の相対速度が大きいときには小さな減
衰係数を与えるようにコントローラ６から可変減衰ダン
パー４へ所定の出力信号を発する。なお、実際の制御は
上記した図４（ａ）および（ｃ）のルールを組み合わせ
て行う。
が行われる。すなわち、そのルールの一例を図３
（ａ），（ｂ）、図４（ａ），（ｂ）に示す。図３
（ａ），（ｃ）は前件部である速度メンパーシップ関数
を、図３（ｂ）は後件部である減衰係数メンバーシップ
関数をそれぞれ示す。図３（ａ）前件部ー図３（ｂ）後
件部に対するルールが図４（ａ）であり、図３（ｃ）前
件部ー図３（ｂ）後件部に対するルールが図４（ｂ）で
ある。ここで、ＰＢはポジテイブビッグ、ＰＭ はポジ
テイブミドル、ＰＳはポジテイブスモール、ＺＯはゼ
ロ、ＮＢはネガテイブビッグ、ＮＭはネガテイブミド
ル、ＮＳはネガテイブスモールをそれぞれ示す。このル
ールに従って、構造物２の絶対速度が大きくかつ構造物
２と地盤１との間の相対速度が小さいときには大きな減
衰係数を、また逆に構造物２の絶対速度が小さくかつ構
造物と地盤との間の相対速度が大きいときには小さな減
衰係数を与えるようにコントローラ６から可変減衰ダン
パー４へ所定の出力信号を発する。なお、実際の制御は
上記した図４（ａ）および（ｃ）のルールを組み合わせ
て行う。
【００１３】図５は記したフアジー制御を実際に行った
場合の加速度応答倍率を示す。条件としては重量２トン
の構造物（固有周期１.３秒）を積層ゴム（減衰１.５
％）で支持したものであり、これについてシュミレーシ
ョン解析を行った結果を示す。図５（ａ）に振幅を、図
５（ｂ）に減衰係数をそれぞれ示す。これらの図に示す
ように上記したフアジー制御を導入することによりダン
パーなしの場合あるいはパッシブダンパーを用いた場合
に比べて理想的な減衰特性が得られるのがわかる。図６
および図７はそれぞれ異なる種類の地震波（１００Ｇａ
ｌに基準化）を与えたときの、パッシブダンパーを使用
した場合とフアジー制御を行った場合の加速度応答波形
および減衰係数の変化（０〜１００％）の比較例を示
す。入力波によって多少の効果に差はあるが、概ねバッ
シブダンパーを使用した場合の８割前後に応答が低減さ
れていることがわかる。なお、本発明が適用される対象
物はなんら構造物に限られることなく、例えば工作機械
等にも適用可能であるのは言うまでもない。
場合の加速度応答倍率を示す。条件としては重量２トン
の構造物（固有周期１.３秒）を積層ゴム（減衰１.５
％）で支持したものであり、これについてシュミレーシ
ョン解析を行った結果を示す。図５（ａ）に振幅を、図
５（ｂ）に減衰係数をそれぞれ示す。これらの図に示す
ように上記したフアジー制御を導入することによりダン
パーなしの場合あるいはパッシブダンパーを用いた場合
に比べて理想的な減衰特性が得られるのがわかる。図６
および図７はそれぞれ異なる種類の地震波（１００Ｇａ
ｌに基準化）を与えたときの、パッシブダンパーを使用
した場合とフアジー制御を行った場合の加速度応答波形
および減衰係数の変化（０〜１００％）の比較例を示
す。入力波によって多少の効果に差はあるが、概ねバッ
シブダンパーを使用した場合の８割前後に応答が低減さ
れていることがわかる。なお、本発明が適用される対象
物はなんら構造物に限られることなく、例えば工作機械
等にも適用可能であるのは言うまでもない。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明方法によれ
ば、基台の絶対速度を測定するとともに免震あるいは防
振対象物の絶対速度を測定し、免震あるいは防振対象物
の絶対速度のみならず両者間の相対速度を加味すること
により、可変減衰ダンパーをフアジー制御し、絶対速度
に比例した減衰力を振動系に与えることができ、もって
能動制御を導入することなく理想的な減衰が実現できる
こととなった。
ば、基台の絶対速度を測定するとともに免震あるいは防
振対象物の絶対速度を測定し、免震あるいは防振対象物
の絶対速度のみならず両者間の相対速度を加味すること
により、可変減衰ダンパーをフアジー制御し、絶対速度
に比例した減衰力を振動系に与えることができ、もって
能動制御を導入することなく理想的な減衰が実現できる
こととなった。
【図１】図１は本発明方法の一実施例を示す概略側面図
である。
である。
【図２】図２は本発明方法を実施する際に用いる可変減
衰ダンパーの一例を示す断面図である。
衰ダンパーの一例を示す断面図である。
【図３】図３（ａ），（ｃ）はフアジー制御の前件部の
速度メンバーシップ関数を示す図、図３（ｂ）は同制御
の後件部の減衰係数メンバーシップ関数を示す図であ
る。
速度メンバーシップ関数を示す図、図３（ｂ）は同制御
の後件部の減衰係数メンバーシップ関数を示す図であ
る。
【図４】図４（ａ），（ｂ）はそれぞれ上記フアジー制
御のルールを説明する図である。
御のルールを説明する図である。
【図５】図５は（ａ），（ｂ）はそれぞれ上記フアジー
制御を実施した場合のシュミレーション結果を示す図で
ある。
制御を実施した場合のシュミレーション結果を示す図で
ある。
【図６】図６は地震波入力を与えた場合のパッシブダン
パーを用いた場合とフアジー制御を行った場合との比較
例を示す図である。
パーを用いた場合とフアジー制御を行った場合との比較
例を示す図である。
【図７】図７は他の種類の地震波入力を与えた場合の前
記同様の比較例を示す図である。
記同様の比較例を示す図である。
【図８】図８は振動系の一般的な加速度応答倍率を示す
図である。
図である。
１ 基台（地盤） ２ 免震あるいは防振対象物（構造物） ３ 積層ゴム ４ 可変減衰ダンパー ６ コントローラ ８ 速度センサー ９ 速度センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 19/02 B23Q 11/00 E04H 9/02 331 F16F 15/02
Claims (1)
- 【請求項１】 基台とその上部に配置される免震あるい
は防振対象物との間に可変減衰ダンパーを設け、前記基
台の絶対速度を測定するとともに前記免震あるいは防振
対象物の絶対速度を測定し、両者間の相対速度および免
震あるいは防振対象物の絶対速度から前記可変減衰ダン
パーの減衰力をフアジー推論により制御することを特徴
とする免震・防振制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6911591A JP2899843B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 免震・防振制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6911591A JP2899843B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 免震・防振制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04280308A JPH04280308A (ja) | 1992-10-06 |
| JP2899843B2 true JP2899843B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=13393322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6911591A Expired - Fee Related JP2899843B2 (ja) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | 免震・防振制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2899843B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4108840B2 (ja) * | 1998-09-22 | 2008-06-25 | 松下電器産業株式会社 | 電子部品実装装置の動作制御方法 |
| JP2001214633A (ja) * | 2000-02-04 | 2001-08-10 | Hitachi Metals Techno Ltd | 建築物用緩衝装置及びその監視システム並びに制御システム |
| JP6484953B2 (ja) * | 2014-08-08 | 2019-03-20 | 株式会社大林組 | 制振システム |
| JP6442912B2 (ja) * | 2014-08-08 | 2018-12-26 | 株式会社大林組 | 制振システム |
| JP6488586B2 (ja) * | 2014-08-08 | 2019-03-27 | 株式会社大林組 | 制振システム及び制振システムの調整方法 |
-
1991
- 1991-03-08 JP JP6911591A patent/JP2899843B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04280308A (ja) | 1992-10-06 |
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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: 19990119 |
|
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