JP3255974B2 - 制振装置 - Google Patents
制振装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、地震や風等の外力によ
る建造物の振動を低減する制振装置に関する。
る建造物の振動を低減する制振装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】構造物に振動低減用のコントロールデバ
イスを備えるとともに、外部からエネルギの供給を受け
て積極的に振動の低減を図るものが知られている。（特
開平２−２６６１３９号公報参照。） この装置では、構造物上に載置した付加マスをアクチュ
エータで変位させることにより風や地震などの外力によ
る構造物の揺れを抑制する。アクチュエータを制御する
コントローラには制振効果がそれぞれ異なる複数のフィ
ードバック係数を格納したレギュレータマップを予め複
数個設定しておき、構造物の加振入力に基づいて最適の
レギュレータマップを選択して付加マスを駆動する一
方、各センサより算出された付加マスの所定の速度でレ
ギュレータマップを切り換えてアクチュエータがストロ
ークエンドに到達するのを防止している。
イスを備えるとともに、外部からエネルギの供給を受け
て積極的に振動の低減を図るものが知られている。（特
開平２−２６６１３９号公報参照。） この装置では、構造物上に載置した付加マスをアクチュ
エータで変位させることにより風や地震などの外力によ
る構造物の揺れを抑制する。アクチュエータを制御する
コントローラには制振効果がそれぞれ異なる複数のフィ
ードバック係数を格納したレギュレータマップを予め複
数個設定しておき、構造物の加振入力に基づいて最適の
レギュレータマップを選択して付加マスを駆動する一
方、各センサより算出された付加マスの所定の速度でレ
ギュレータマップを切り換えてアクチュエータがストロ
ークエンドに到達するのを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置ではレギュレータマップの切換条件がマスの所
定の速度に基づいて行われ、大きな加振入力に対しては
制振効果の小さいレギュレータマップが、小さな加振入
力に対しては制振効果の大きいレギュレータマップが選
択されるため、加振入力によってはストロークエンドに
至る可能性が少ないにもかかわらずマスの動きを制限す
る方向にアクチュエータを制御する場合もあり、装置が
備える制振能力を有効に利用できないという問題点が発
生した。すなわち、従来の方式では、所定の相対位置で
検出した付加マスの速度のみによりレギュレータマップ
を切換え、ストロークに余裕がある場合と余裕がない場
合を区別して判断していない。即ち、レギュレータマッ
プを選択するに当たって相対位置を全く考慮していな
い。従って、ストロークエンドに達してしまうことを回
避するために、付加マスの動きを小さくして制振効果を
抑制する安全側に設定せざるを得ない問題点があった。
来の装置ではレギュレータマップの切換条件がマスの所
定の速度に基づいて行われ、大きな加振入力に対しては
制振効果の小さいレギュレータマップが、小さな加振入
力に対しては制振効果の大きいレギュレータマップが選
択されるため、加振入力によってはストロークエンドに
至る可能性が少ないにもかかわらずマスの動きを制限す
る方向にアクチュエータを制御する場合もあり、装置が
備える制振能力を有効に利用できないという問題点が発
生した。すなわち、従来の方式では、所定の相対位置で
検出した付加マスの速度のみによりレギュレータマップ
を切換え、ストロークに余裕がある場合と余裕がない場
合を区別して判断していない。即ち、レギュレータマッ
プを選択するに当たって相対位置を全く考慮していな
い。従って、ストロークエンドに達してしまうことを回
避するために、付加マスの動きを小さくして制振効果を
抑制する安全側に設定せざるを得ない問題点があった。
【０００４】そこで本発明は、このような問題を解決す
るためになされたもので、アクチュエータがストローク
エンドに到達する可能性を判断し、アクチュエータの有
効ストローク内で効果的な制振動作を行う制振装置を提
供することを目的とする。
るためになされたもので、アクチュエータがストローク
エンドに到達する可能性を判断し、アクチュエータの有
効ストローク内で効果的な制振動作を行う制振装置を提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本発明の第１の発明
は、図１に示すように、構造物の振動方向に運動可能な
付加マス４１と、この付加マス４１を運動させる往復動
型のアクチュエータ４２とを備え、付加マス４１の変位
とその動作方向に対して付加マス４１の変位が中心位置
からストロークエンドに向かうに従って制振効果の小さ
なフィードバックゲインを格納したレギュレータマップ
４３と、付加マス４１の変位４４と付加マスの動作方向
を判断する手段４５と、これらの信号に応じて前記レギ
ュレータマップ４３を参照し、そのときの付加マス変位
とその動作方向に応じたフィードバックゲインを読み出
す手段４６と、振動に関係する状態量を検出するセンサ
４７と、このセンサ４７から得られた状態量から状態量
ベクトルを作り、この状態量ベクトルと前記読み出され
たフィードバックゲインとの内積にて前記アクチュエー
タに与える制御入力を決定する手段５８とを備える制振
装置において、前記レギュレータマップ４３を同一の付
加マス変位とその動作方向に対して制振効果が異なるよ
う複数５１Ａ、５１Ｂと設定し、付加マス４１の速度が
その相対位置に対応して変化する許容速度を超えるか否
かを判定する手段５２と、前記判定の結果により付加マ
ス４１の速度がその相対位置の許容速度を超えない場合
には制振効果の大きいレギュレータマップ５１Ａを選択
し、付加マス４１の速度がその相対位置の許容速度を超
える場合は制振効果の小さいレギュレータマップ５１Ｂ
を選択する手段５３と、を備えたことを特徴とする。ま
た、本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記
付加マスの相対位置に対応して変化する許容速度は、ア
クチュエータの中立点から相対変位が最大ストロークに
接近するにしたがい低下する正弦曲線若しくはその近似
直線で設定されることを特徴とする。
は、図１に示すように、構造物の振動方向に運動可能な
付加マス４１と、この付加マス４１を運動させる往復動
型のアクチュエータ４２とを備え、付加マス４１の変位
とその動作方向に対して付加マス４１の変位が中心位置
からストロークエンドに向かうに従って制振効果の小さ
なフィードバックゲインを格納したレギュレータマップ
４３と、付加マス４１の変位４４と付加マスの動作方向
を判断する手段４５と、これらの信号に応じて前記レギ
ュレータマップ４３を参照し、そのときの付加マス変位
とその動作方向に応じたフィードバックゲインを読み出
す手段４６と、振動に関係する状態量を検出するセンサ
４７と、このセンサ４７から得られた状態量から状態量
ベクトルを作り、この状態量ベクトルと前記読み出され
たフィードバックゲインとの内積にて前記アクチュエー
タに与える制御入力を決定する手段５８とを備える制振
装置において、前記レギュレータマップ４３を同一の付
加マス変位とその動作方向に対して制振効果が異なるよ
う複数５１Ａ、５１Ｂと設定し、付加マス４１の速度が
その相対位置に対応して変化する許容速度を超えるか否
かを判定する手段５２と、前記判定の結果により付加マ
ス４１の速度がその相対位置の許容速度を超えない場合
には制振効果の大きいレギュレータマップ５１Ａを選択
し、付加マス４１の速度がその相対位置の許容速度を超
える場合は制振効果の小さいレギュレータマップ５１Ｂ
を選択する手段５３と、を備えたことを特徴とする。ま
た、本発明の第２の発明は、第１の発明において、前記
付加マスの相対位置に対応して変化する許容速度は、ア
クチュエータの中立点から相対変位が最大ストロークに
接近するにしたがい低下する正弦曲線若しくはその近似
直線で設定されることを特徴とする。
【０００６】
【作用】 したがって、付加マス４１の速度がその相対
位置に対応して変化する許容速度を超える相対位置にお
いて、制振効果をより小さくしないと付加マスがアクチ
ュエータのストロークエンドに到達すると判定して制振
効果のより小さいレギュレータマップへ選択を変更する
ため、制振効果の大きいレギュレータマップでの制振効
果を発揮させる領域を大きくできる。
位置に対応して変化する許容速度を超える相対位置にお
いて、制振効果をより小さくしないと付加マスがアクチ
ュエータのストロークエンドに到達すると判定して制振
効果のより小さいレギュレータマップへ選択を変更する
ため、制振効果の大きいレギュレータマップでの制振効
果を発揮させる領域を大きくできる。
【０００７】
【実施例】図２〜４に本発明の実施例を示す。
【０００８】図２、３において、構造物１の上部には制
振装置が設置され、底部に車輪１０を有する直方体の付
加マス２が構造物１の最上部の床上に移動可能に配設さ
れる。付加マス２の周面には図３において上下左右から
複動型の油圧シリンダ６が固定され、この油圧シリンダ
６のロッド７の一端が付加マス２を囲むように構造物１
に立設した壁８に連結される。９は油圧シリンダ６に作
動油を供給する油圧ユニットである。
振装置が設置され、底部に車輪１０を有する直方体の付
加マス２が構造物１の最上部の床上に移動可能に配設さ
れる。付加マス２の周面には図３において上下左右から
複動型の油圧シリンダ６が固定され、この油圧シリンダ
６のロッド７の一端が付加マス２を囲むように構造物１
に立設した壁８に連結される。９は油圧シリンダ６に作
動油を供給する油圧ユニットである。
【０００９】図４は図２、３で示した制御装置を制御対
象とする制御モデルである。ただし、簡略化のために付
加マス２は１本のシリンダ６で移動するようになってい
る。実際の装置では、構造物１、付加マス２が図２にお
いて例えば水平方向に揺れれば、図４のモデルでは上下
方向に振動することになる。
象とする制御モデルである。ただし、簡略化のために付
加マス２は１本のシリンダ６で移動するようになってい
る。実際の装置では、構造物１、付加マス２が図２にお
いて例えば水平方向に揺れれば、図４のモデルでは上下
方向に振動することになる。
【００１０】構造物１と付加マス２には状態量を検出す
る手段としての変位センサ１１ａ、１１ｂと速度センサ
１２ａ、１２ｂがそれぞれ設けられ、状態量として構造
物１の絶対変位ｘ1、絶対速度ｖ1、付加マス２の絶対変
位ｘ2、絶対速度ｖ2がそれぞれ検出される。絶対変位ｘ
1、ｘ2は構造物１、付加マス２がそれぞれ中心位置にあ
る場合を０として正負の値をとるようにする。また相対
速度Ｖ1、Ｖ2も付加マス２の動作方向によって正負の値
をとる。
る手段としての変位センサ１１ａ、１１ｂと速度センサ
１２ａ、１２ｂがそれぞれ設けられ、状態量として構造
物１の絶対変位ｘ1、絶対速度ｖ1、付加マス２の絶対変
位ｘ2、絶対速度ｖ2がそれぞれ検出される。絶対変位ｘ
1、ｘ2は構造物１、付加マス２がそれぞれ中心位置にあ
る場合を０として正負の値をとるようにする。また相対
速度Ｖ1、Ｖ2も付加マス２の動作方向によって正負の値
をとる。
【００１１】 ４つのセンサ１１ａ、１１ｂ及び１２
ａ、１２ｂからの信号は、減算器３２、３３に入力さ
れ、ここで構造物１と付加マス２の相対変位Ｘ2（＝ｘ2
−ｘ1）及び相対速度Ｖ2（＝ｖ2−ｖ1）が求められる。
あるいは、付加マスの変位については、相対変位が直接
検出される付加マスの相対変位信号Ｘ2と相対速度信号
Ｖ2により判定手段５２から適用するレギュレータマッ
プを判定し、この判定結果と付加マスの相対変位Ｘ2と
動作方向判定結果（ソレノイド励磁電流ｉの正負で判定
する）に応じたフィードバックゲインｆ＝（ｆ1、ｆ2、
ｆ3、ｆ4）を読み出す。ただし、ｆはフィードバックゲ
インを表す行列である。
ａ、１２ｂからの信号は、減算器３２、３３に入力さ
れ、ここで構造物１と付加マス２の相対変位Ｘ2（＝ｘ2
−ｘ1）及び相対速度Ｖ2（＝ｖ2−ｖ1）が求められる。
あるいは、付加マスの変位については、相対変位が直接
検出される付加マスの相対変位信号Ｘ2と相対速度信号
Ｖ2により判定手段５２から適用するレギュレータマッ
プを判定し、この判定結果と付加マスの相対変位Ｘ2と
動作方向判定結果（ソレノイド励磁電流ｉの正負で判定
する）に応じたフィードバックゲインｆ＝（ｆ1、ｆ2、
ｆ3、ｆ4）を読み出す。ただし、ｆはフィードバックゲ
インを表す行列である。
【００１２】乗算器３５〜３８では前述の状態量ｘ1、
Ｘ2、ｖ1、Ｖ2にフィードバックゲインｆの各成分ｆ1、
ｆ2、ｆ3、ｆ4が乗じられ、これらが加算器３９により
加えられて、制御入力ｕ＝ｆ1ｘ1＋ｆ2Ｘ2＋ｆ3ｖ1＋ｆ
4Ｖ2が得られる。前述の４つの状態量ｘ1、Ｘ2、ｖ1、
Ｖ2を状態ベクトルｘ＝（ｘ1、Ｘ2、ｖ1、Ｖ2）で表す
と、ｕ＝ｆ・ｘである。
Ｘ2、ｖ1、Ｖ2にフィードバックゲインｆの各成分ｆ1、
ｆ2、ｆ3、ｆ4が乗じられ、これらが加算器３９により
加えられて、制御入力ｕ＝ｆ1ｘ1＋ｆ2Ｘ2＋ｆ3ｖ1＋ｆ
4Ｖ2が得られる。前述の４つの状態量ｘ1、Ｘ2、ｖ1、
Ｖ2を状態ベクトルｘ＝（ｘ1、Ｘ2、ｖ1、Ｖ2）で表す
と、ｕ＝ｆ・ｘである。
【００１３】コントローラ３１から出力される制御入力
ｕは、サーボ弁１３のソレノイド１５に流す電流ｉに変
換され、このソレノイド電流ｉに応じてスプール１４が
図中左右方向に移動する。なお、サーボ弁１３の上側に
位置する３つのポートのうち、中央のポート１６がポン
プＰ（図示せず）に、左右のポート１７、１８がタンク
Ｔ（図示せず）にそれぞれ連通する。また、下側に位置
する２つのポート１９、２０がそれぞれシリンダ６の上
下の部屋と連通する。
ｕは、サーボ弁１３のソレノイド１５に流す電流ｉに変
換され、このソレノイド電流ｉに応じてスプール１４が
図中左右方向に移動する。なお、サーボ弁１３の上側に
位置する３つのポートのうち、中央のポート１６がポン
プＰ（図示せず）に、左右のポート１７、１８がタンク
Ｔ（図示せず）にそれぞれ連通する。また、下側に位置
する２つのポート１９、２０がそれぞれシリンダ６の上
下の部屋と連通する。
【００１４】ここで、構造物１が、地震や風などの外力
を受けて図中上方向（図２、３では右方向）へ揺れ始め
ると、この揺れの状況を入力したコントローラ３１によ
り、図示の位置までスプール１４が右方向に摺動され
る。この状態ではシリンダ６の下方のシリンダ室に作動
油が供給され、上方のシリンダ室の作動油がタンクＴに
戻されるので、シリンダ６内のピストンが押し上げられ
る。つまり、このピストンと一体となって動くロッド７
が、付加マス２を構造物１の動きに遅れて同じ側である
上側へと移動させる。一方、これとは逆に構造物１が下
方に揺れると、制御入力ｕの符号が反対になるので、ス
プール１４が図中左に摺動して付加マス２が下方へと移
動される。ここに、付加マス２を動かすことによって発
生する反力が、構造物１に加えられた外力に対抗して反
対になるので、構造物１の振動が低減される。
を受けて図中上方向（図２、３では右方向）へ揺れ始め
ると、この揺れの状況を入力したコントローラ３１によ
り、図示の位置までスプール１４が右方向に摺動され
る。この状態ではシリンダ６の下方のシリンダ室に作動
油が供給され、上方のシリンダ室の作動油がタンクＴに
戻されるので、シリンダ６内のピストンが押し上げられ
る。つまり、このピストンと一体となって動くロッド７
が、付加マス２を構造物１の動きに遅れて同じ側である
上側へと移動させる。一方、これとは逆に構造物１が下
方に揺れると、制御入力ｕの符号が反対になるので、ス
プール１４が図中左に摺動して付加マス２が下方へと移
動される。ここに、付加マス２を動かすことによって発
生する反力が、構造物１に加えられた外力に対抗して反
対になるので、構造物１の振動が低減される。
【００１５】この実施例では図５（Ａ）、（Ｂ）に示す
ように２種類のレギュレータマップＭＡＰａ４９、ＭＡ
Ｐｂ５０が用意される。これらの図において、〜で
示した基準フィードバックゲインは付加マス変位Ｘ2と
その動作方向に応じてからの順およびからの順
に制振効果の小さくなる（付加マスの動きが小さくな
る）ものが割り振られており、各マップについては図６
に示すように中心位置からストロークエンドに向かうに
従って制振効果の小さなフィードバックゲインが採用さ
れる。また、これら２つのレギュレータマップについて
は付加マス相対変位Ｘ2と動作方向が同じである場合
に、ＭＡＰａ４９、ＭＡＰｂ５０の順で制振効果が小さ
くなる基準フィードバックゲインが与えられる。なお、
〜および〜のフィードバックゲインはそれぞれ
最適レギュレータ理論に基づき、片ロッドシリンダ用と
して動作方向毎に独立した系として設計したものであ
る。
ように２種類のレギュレータマップＭＡＰａ４９、ＭＡ
Ｐｂ５０が用意される。これらの図において、〜で
示した基準フィードバックゲインは付加マス変位Ｘ2と
その動作方向に応じてからの順およびからの順
に制振効果の小さくなる（付加マスの動きが小さくな
る）ものが割り振られており、各マップについては図６
に示すように中心位置からストロークエンドに向かうに
従って制振効果の小さなフィードバックゲインが採用さ
れる。また、これら２つのレギュレータマップについて
は付加マス相対変位Ｘ2と動作方向が同じである場合
に、ＭＡＰａ４９、ＭＡＰｂ５０の順で制振効果が小さ
くなる基準フィードバックゲインが与えられる。なお、
〜および〜のフィードバックゲインはそれぞれ
最適レギュレータ理論に基づき、片ロッドシリンダ用と
して動作方向毎に独立した系として設計したものであ
る。
【００１６】上記２つのレギュレータマップは、加振入
力に応じて変位する付加マス２の速度に応じて下記のよ
うに切り換えられる。
力に応じて変位する付加マス２の速度に応じて下記のよ
うに切り換えられる。
【００１７】構造物１に地震などの外力により振動が発
生し、これに呼応して付加マス２がアクチュエータに駆
動される。このとき付加マス２が構造物１の一次の固有
角振動数ωnで正弦波運動すると仮定した場合、シリン
ダ６の中立点からの最大ストロークをＹSTとすると、付
加マス２の構造物１に対する相対変位Ｘ2は
生し、これに呼応して付加マス２がアクチュエータに駆
動される。このとき付加マス２が構造物１の一次の固有
角振動数ωnで正弦波運動すると仮定した場合、シリン
ダ６の中立点からの最大ストロークをＹSTとすると、付
加マス２の構造物１に対する相対変位Ｘ2は
【００１８】
【数１】
【００１９】で表され、このときの付加マス２のストロ
ーク位置を示す相対位置Ｘ2に対応した付加マス２の構
造物１に対する相対速度の最大値Ｖ2max及び許容最大速
度Ｖ2limは次のように表される。
ーク位置を示す相対位置Ｘ2に対応した付加マス２の構
造物１に対する相対速度の最大値Ｖ2max及び許容最大速
度Ｖ2limは次のように表される。
【００２０】
【数２】
【００２１】したがって、付加マス２の相対変位がＸ2
であるとき、最大値Ｖ2max及び許容最大速度Ｖ2limは相
対変位Ｘ2に応じて変化する。
であるとき、最大値Ｖ2max及び許容最大速度Ｖ2limは相
対変位Ｘ2に応じて変化する。
【００２２】（２）式で算出される許容速度Ｖ2limを、
付加マス２がシリンダ６のストロークエンドまでに減速
可能な許容最大速度とすると、速度センサ１２ａ、１２
ｂの検出値より算出される付加マス２の相対速度Ｖ
2が、その時点の相対変位Ｘ2から求められる許容最大速
度Ｖ2limを超えると、付加マス２がシリンダ６のストロ
ークエンドに到達すると判定してレギュレータマップを
より制振効果の小さいもの、すなわち、ＭＡＰａ４９か
らＭＡＰｂ５０へと切り換えて付加マス２がシリンダ６
のストロークエンドに到達することのないように駆動す
ることが可能となる。
付加マス２がシリンダ６のストロークエンドまでに減速
可能な許容最大速度とすると、速度センサ１２ａ、１２
ｂの検出値より算出される付加マス２の相対速度Ｖ
2が、その時点の相対変位Ｘ2から求められる許容最大速
度Ｖ2limを超えると、付加マス２がシリンダ６のストロ
ークエンドに到達すると判定してレギュレータマップを
より制振効果の小さいもの、すなわち、ＭＡＰａ４９か
らＭＡＰｂ５０へと切り換えて付加マス２がシリンダ６
のストロークエンドに到達することのないように駆動す
ることが可能となる。
【００２３】この相対速度Ｖ2と相対変位Ｘ2との関係か
らレギュレータマップＭＡＰａ４９、ＭＡＰｂ５０の切
換領域は図７に示すように設定され、大地震などの大き
な加振入力が加わった場合、付加マス２は加振入力に応
じて制振効果の大きなＭＡＰａ４９に基づいて変位を開
始した後、シリンダ６の最大ストロークＹSTへ接近する
にしたがって相対速度Ｖ2が許容速度Ｖ2limを超えるた
め、レギュレータマップは制振効果の小さいＭＡＰｂ５
０に切り換えられて付加マス２の変位を減少させてシリ
ンダ６がストロークエンドに到達するのを防ぎ、制振装
置又は構造物１の損傷を防止しながら最大の制振効果を
得ることが可能となる。
らレギュレータマップＭＡＰａ４９、ＭＡＰｂ５０の切
換領域は図７に示すように設定され、大地震などの大き
な加振入力が加わった場合、付加マス２は加振入力に応
じて制振効果の大きなＭＡＰａ４９に基づいて変位を開
始した後、シリンダ６の最大ストロークＹSTへ接近する
にしたがって相対速度Ｖ2が許容速度Ｖ2limを超えるた
め、レギュレータマップは制振効果の小さいＭＡＰｂ５
０に切り換えられて付加マス２の変位を減少させてシリ
ンダ６がストロークエンドに到達するのを防ぎ、制振装
置又は構造物１の損傷を防止しながら最大の制振効果を
得ることが可能となる。
【００２４】図８は図４において、コントローラ３１を
マイクロプロセッサで構成した場合の制御動作の一例を
示すものである。
マイクロプロセッサで構成した場合の制御動作の一例を
示すものである。
【００２５】この図８のフローチャートを参照してコン
トローラ３１の制御動作を説明すると、ステップ６１で
付加マス２の相対速度Ｖ2と相対変位Ｘ2とを読み込んだ
後に、ステップ６２でサーボ弁１３を駆動する電流値ｉ
を読み込むとともに、この電流値ｉの正負から付加マス
２の変位方向を判定する。
トローラ３１の制御動作を説明すると、ステップ６１で
付加マス２の相対速度Ｖ2と相対変位Ｘ2とを読み込んだ
後に、ステップ６２でサーボ弁１３を駆動する電流値ｉ
を読み込むとともに、この電流値ｉの正負から付加マス
２の変位方向を判定する。
【００２６】この判定結果が正であればステップ６３に
おいて相対速度Ｖ2が前記（２）式により相対変位Ｘ2か
ら求めた許容最大速度Ｖ2limを超えていないかを比較
し、相対速度Ｖ2が許容最大速度Ｖ2lim以下であればス
テップ６５で制振効果の高いレギュレータマップＭＡＰ
ａ４９を選択し、付加マス２を大きく変位させて高い制
振効果を得る。一方、ステップ６３の比較において相対
速度Ｖ2が許容最大速度Ｖ2limを越えていればステップ
６４で制振効果の小さいレギュレータマップＭＡＰｂ５
０を選択し、付加マス２の変位を制限してシリンダ６が
ストロークエンドに到達するのを防止する。
おいて相対速度Ｖ2が前記（２）式により相対変位Ｘ2か
ら求めた許容最大速度Ｖ2limを超えていないかを比較
し、相対速度Ｖ2が許容最大速度Ｖ2lim以下であればス
テップ６５で制振効果の高いレギュレータマップＭＡＰ
ａ４９を選択し、付加マス２を大きく変位させて高い制
振効果を得る。一方、ステップ６３の比較において相対
速度Ｖ2が許容最大速度Ｖ2limを越えていればステップ
６４で制振効果の小さいレギュレータマップＭＡＰｂ５
０を選択し、付加マス２の変位を制限してシリンダ６が
ストロークエンドに到達するのを防止する。
【００２７】一方、前記ステップ６２の判定が負である
場合はステップ６６で負の許容最大速度Ｖ2limと相対速
度Ｖ2とを比較し、相対速度Ｖ2が許容最大速度Ｖ2lim以
上であればステップ６５で制振効果の大きいレギュレー
タマップＭＡＰａ４９を選択し、相対速度Ｖ2が許容最
大速度Ｖ2lim未満であれば制振効果の小さいレギュレー
タマップＭＡＰｂ５０を選択する。
場合はステップ６６で負の許容最大速度Ｖ2limと相対速
度Ｖ2とを比較し、相対速度Ｖ2が許容最大速度Ｖ2lim以
上であればステップ６５で制振効果の大きいレギュレー
タマップＭＡＰａ４９を選択し、相対速度Ｖ2が許容最
大速度Ｖ2lim未満であれば制振効果の小さいレギュレー
タマップＭＡＰｂ５０を選択する。
【００２８】このようにして大きな加振入力に応じて大
きな制振効果が得られるレギュレータマップＭＡＰａ４
９を選択して付加マス２を駆動し、相対速度Ｖ2が付加
マス２の相対変位Ｘ2に応じて変化する許容最大速度Ｖ2
limを越える位置まで付加マス２が変位すると、レギュ
レータマップを制振効果の小さいＭＡＰｂ５０に切り換
えてシリンダ６がストロークエンドに到達して制振装置
や構造物１へ損傷を与えることがなく、付加マス２をシ
リンダ６のストローク範囲内で最大の制振効果が得られ
るように駆動することが可能となり、大きな加振入力に
対して大きな制振効果を得ることができる。また、加振
入力が大きなものから小さなものへ変化した場合は、付
加マス２の同一の変位と同一の動作方向に対して制振効
果のより大きなレギュレータマップ、すなわち、ＭＡＰ
ｂ５０からＭＡＰａ４９に切り換えられて大きな制振効
果を得ることができる。
きな制振効果が得られるレギュレータマップＭＡＰａ４
９を選択して付加マス２を駆動し、相対速度Ｖ2が付加
マス２の相対変位Ｘ2に応じて変化する許容最大速度Ｖ2
limを越える位置まで付加マス２が変位すると、レギュ
レータマップを制振効果の小さいＭＡＰｂ５０に切り換
えてシリンダ６がストロークエンドに到達して制振装置
や構造物１へ損傷を与えることがなく、付加マス２をシ
リンダ６のストローク範囲内で最大の制振効果が得られ
るように駆動することが可能となり、大きな加振入力に
対して大きな制振効果を得ることができる。また、加振
入力が大きなものから小さなものへ変化した場合は、付
加マス２の同一の変位と同一の動作方向に対して制振効
果のより大きなレギュレータマップ、すなわち、ＭＡＰ
ｂ５０からＭＡＰａ４９に切り換えられて大きな制振効
果を得ることができる。
【００２９】なお、上記実施例において付加マス２がス
トロークエンドに達する可能性を判定する際に相対速度
Ｖ2を用いたが、絶対速度ｖ2を使用しても上記実施例と
同様となる。
トロークエンドに達する可能性を判定する際に相対速度
Ｖ2を用いたが、絶対速度ｖ2を使用しても上記実施例と
同様となる。
【００３０】また、上記実施例において２つのレギュレ
ータマップをＭＡＰａ、ＭＡＰｂの２種類より構成した
が、レギュレータマップの数をさらに増やすことによっ
てより細かな制御が可能となる。
ータマップをＭＡＰａ、ＭＡＰｂの２種類より構成した
が、レギュレータマップの数をさらに増やすことによっ
てより細かな制御が可能となる。
【００３１】また、正弦曲線で示される前記（１）式ま
たは（２）式の代わりにこの正弦曲線を（１）式または
（２）式に直線近似させた１次式を使用することもで
き、演算内容を簡素化することで処理速度を向上させ、
付加マス２の追従性も向上させることができる。
たは（２）式の代わりにこの正弦曲線を（１）式または
（２）式に直線近似させた１次式を使用することもで
き、演算内容を簡素化することで処理速度を向上させ、
付加マス２の追従性も向上させることができる。
【００３２】
【発明の効果】 以上のように、第１の発明によれば、
付加マスの速度がアクチュエータのストローク位置に応
じて変化する許容速度を越える相対位置において制振効
果のより小さいレギュレータマップを選択するようにし
たため、アクチュエータがストロークエンドに到達して
制振装置や構造物へ損傷を与えることがなく、付加マス
をアクチュエータのストローク範囲内で最大の制振効果
が得られるように駆動することが可能となり、大きな加
振入力に対して大きな制振効果を得ることができる。第
２の発明においては、制振効果が異なる複数のレギュレ
ータマップを加振入力に応じて最大の制振効果が得られ
るよう適切に切換えることができる。
付加マスの速度がアクチュエータのストローク位置に応
じて変化する許容速度を越える相対位置において制振効
果のより小さいレギュレータマップを選択するようにし
たため、アクチュエータがストロークエンドに到達して
制振装置や構造物へ損傷を与えることがなく、付加マス
をアクチュエータのストローク範囲内で最大の制振効果
が得られるように駆動することが可能となり、大きな加
振入力に対して大きな制振効果を得ることができる。第
２の発明においては、制振効果が異なる複数のレギュレ
ータマップを加振入力に応じて最大の制振効果が得られ
るよう適切に切換えることができる。
【図１】本発明のクレーム対応図である。
【図２】本発明の実施例を示す側面図である。
【図３】同じく平面図である
【図４】同じく制御モデルの構成図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれレギュレータマップ
の一例を示す図表である。
の一例を示す図表である。
【図６】付加マスの変位と制振効果の関係を示す図であ
る。
る。
【図７】付加マスの相対変位と相対速度によるマップの
切換条件を示す図である。
切換条件を示す図である。
【図８】制御の一例を示すフローチャートである。
１ 構造物 ２ 付加マス ６ シリンダ １１ａ、１１ｂ 変位センサ １２ａ、１２ｂ 速度センサ ３１ コントローラ ４１ 付加マス ４２ アクチュエータ ４３ レギュレータマップ ４４ 変位センサ ４５ 動作方向判断手段 ４６ 読み出し手段 ４７ 状態量センサ ４９、５０ レギュレータマップ ５１Ａ、５１Ｂ レギュレータマップＭＡＰａ、ｂ ５２ 判定手段 ５３ 選択手段 ５８ 制御入力決定手段
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E04H 9/02 341 F16F 15/02
Claims (2)
- 【請求項１】 構造物の振動方向に運動可能な付加マス
と、 この付加マスを運動させるアクチュエータとを備え、 付加マスの変位とその動作方向に対して付加マスの変位
が中心位置からストロークエンドに向かうに従って制振
効果の小さなフィードバックゲインを格納したレギュレ
ータマップと、 付加マスの変位と付加マスの動作方向を判断する手段
と、 これらの信号に応じて前記レギュレータマップを参照
し、そのときの付加マス変位とその動作方向に応じたフ
ィードバックゲインを読み出す手段と、 振動に関係する状態量を検出するセンサと、 このセンサから得られた状態量から状態量ベクトルを作
り、この状態量ベクトルと前記読み出されたフィードバ
ックゲインとの内積にて前記アクチュエータに与える制
御入力を決定する手段とを備える制振装置において、前記レギュレータマップを同一の付加マス変位とその動
作方向に対して制振効果が異なるよう複数設定し、 付加マスの速度がその相対位置に対応して変化する許容
速度を超えるか否かを 判定する手段と、 前記判定の結果により付加マスの速度がその相対位置の
許容速度を超えない場合には制振効果の大きいレギュレ
ータマップを選択し、付加マスの速度がその相対位置の
許容速度を超える場合は制振効果の小さいレギュレータ
マップを選択する手段と、を備えたことを特徴とする制
振装置。 - 【請求項２】 前記付加マスの相対位置に対応して変化
する許容速度は、アクチュエータの中立点から相対変位
が最大ストロークに接近するにしたがい低下する正弦曲
線若しくはその近似直線で設定されることを特徴とする
請求項１に記載の制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21147092A JP3255974B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21147092A JP3255974B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0658014A JPH0658014A (ja) | 1994-03-01 |
| JP3255974B2 true JP3255974B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=16606479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21147092A Expired - Fee Related JP3255974B2 (ja) | 1992-08-07 | 1992-08-07 | 制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3255974B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999053217A1 (fr) * | 1998-04-09 | 1999-10-21 | Nikon Corporation | Systeme d'elimination des vibrations et d'exposition |
| EP2072853A2 (en) * | 2006-05-08 | 2009-06-24 | Shinko Electric Co., Ltd | Damping apparatus for reducing vibration of automobile body |
| JP5146747B2 (ja) * | 2008-05-14 | 2013-02-20 | シンフォニアテクノロジー株式会社 | 制振装置及び加振指令テーブルの製造方法 |
| JP6037888B2 (ja) * | 2013-02-22 | 2016-12-07 | 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 | 制振装置 |
-
1992
- 1992-08-07 JP JP21147092A patent/JP3255974B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0658014A (ja) | 1994-03-01 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |