JP3798033B2

JP3798033B2 - Vibration control method and apparatus

Info

Publication number: JP3798033B2
Application number: JP31575693A
Authority: JP
Inventors: 俊弘宮崎; 和朋村上; 惠一郎水野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-12-16
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2021-07-19
Also published as: JPH06235439A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、振動制御の方法および装置に係り、特に振動源からの振動伝播により振動している物体に対し、伝播する振動と逆の振動を加振手段により加振して振動を低減させる振動制御の方法および装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来この種の振動制御の方法として、振動源の振動情報を参照入力とし防振対象物の振動情報を誤差入力とする適応フィルタを構成し、フィードフォーワード信号により振動を低減する方法がある。
【０００３】
図１は、この従来の振動制御装置の構成図を示したものである。
振動は６自由度を考慮する必要があるが、ここでは簡単のため一方向のみについて考察する。
【０００４】
地盤１に対して精密機器等の防振対象物２がバネとダンパーで等価される等価防振支持系３を介して支持されている。
防振対象物２は加振アクチュエータ４が添設されて防振対象物２に強制的に振動を与えることができる。
地盤１には振動源から伝播する振動を検出する振動センサ５が設けられ、防振対象物２には防振対象物２の振動を検出する振動センサ６が設けられている。
【０００５】
一方加振アクチュエータ４に駆動信号を出力するフィードフォーワード制御装置10は、適応フィルタ11を使用し、Ｆiltered-ＸＬＭＳ12のＦＸアルゴリズムによってフィルタ係数を更新していく。
【０００６】
振動センサ５，６からの検出信号は、増幅器17，18で増幅されＡＤ変換器15，16によりディジタル信号に変換されてフィードフォーワード制御装置10に入力され、適応フィルタ11からは駆動信号が出力され、ＤＡ変換器19によりアナログ信号に変換され増幅器20により増幅されて加振アクチュエータ４に入力され加振アクチュエータ４を駆動する。
【０００７】
このような適応フィルタによる振動制御に必要な演算を下記の数５に示す。
【０００８】
【数５】

【０００９】
ここにｗ_i （ｉ＝０，１，２，……，Ｎ−１）は適応フィルタのフィルタ係数、ｘ（ｎ）は時刻ｎにおける適応フィルタへの参照入力である振動源の振動情報のサンプル値、ｙ_F （ｎ）は適応フィルタによる出力値、ｐ_i （ｉ＝０，１，２，……，Ｍ−１）は加振アクチュエータ４の入力に対する防振対象物２上の加速度のインパルス応答を離散化し近似したものであって予め計測されたもの、(4)式におけるμは収束パラメータで通常０〜１の間の数が選ばれる。
ｅ（ｎ）は誤差信号である防振対象物２の振動情報の時刻ｎにおけるサンプル値である。
【００１０】
【解決しようとする課題】
(2) 式中のフィルタ係数の数は、実際のアクチュエータおよび防振支持系のインパルス応答の長さに依存し、例えば除振台のように固有振動数の低い振動系では、インパルス応答が長いため数多くのフィルタ係数の数Ｍが必要となり、全体の演算量が大きくなる。
【００１１】
振動低減の効果は、図２に示すようであり、伝わってくる周期的な振動成分などは比較的効果的に低減可能であるが、振動系の固有振動数においては一般には低減することが困難である。
【００１２】
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、固有振動数が比較的に低い防振対象物に対し外部から伝播してくる振動がどのような性状のものにも適用可能で実用的な振動制御の方法および装置を供する点にある。
【００１３】
【課題を解決するための手段および作用】
上記目的を達成するために、本発明は、防振支持手段を介して支持された防振対象物に加振手段により振動を加え振動源から伝わる振動を打ち消して振動を低減する振動制御方法において、前記振動源の振動情報を参照信号とし前記防振対象物の振動情報を誤差信号として適応フィルタに入力し、下記の数６の演算式により適応アルゴリズムに基づきフィルタ係数を更新して前記参照信号を加工しフィードフォーワード制御信号ｙ_Ｆを形成し、
【数６】

前記防振対象物の振動情報をフィードバック演算手段に入力し、下記の数７の演算式によりフィードバック制御則に基づきフィードバック制御信号ｙ_Ｂを形成し、
【数７】

前記フィードフォーワード制御信号ｙ_Ｆと前記フィードバック制御信号ｙ_Ｂとを合成して前記適応フィルタによる前記防振対象物の周期的な振動の制御と前記フィードバック制御による前記防振対象物の固有振動数における振動の制御とを合成した前記加振手段の駆動信号を形成し駆動制御する振動制御方法とした。
【００１４】
適応フィルタによる主に周期的な振動の制御と、フィードバック制御による固有振動数の制御を合成することにより、演算量をそれ程増加させることなく大きな制御効果が得られる。
【００１５】
【実施例】
以下図３ないし図６に図示した本発明の一実施例について説明する。
振動系およびフィードフォーワード制御部は前記第１図に図示した従来のものと同様であり、よって同じ部材は同じ符号を用いる。
【００１６】
本実施例はフィードフォーワード制御部10に加えて、フィードバック制御部30を備えている。
フィードバック制御部30はフィードバック演算手段31が前記振動センサ６からの誤差信号ｅ（ｎ）を入力し、フィードバック制御則に基づく演算を行いフィードバック制御信号ｙ_B （ｎ）を出力する。
【００１７】
前記適応フィルタ11の出力であるフィードフォーワード制御信号ｙ_F （ｎ）と上記フィードバック制御信号ｙ_B （ｎ）とは合成手段32によって加え合わされて最終的な駆動信号とされ、ＤＡ変換器19、増幅器20を経て加振アクチュエータ４に入力され、加振アクチュエータ４を駆動する。
【００１８】
フィードバック演算手段31は、予め設計された定係数の演算を行うもので、適切にモデリングされた振動系の伝達関数に基づき適切に設計されたフィードバック制御の演算を行う。
下記の数８にその演算式を示す。
【００１９】
【数８】

【００２０】
この定係数のフィードバック係数は制御理論における線形２次形式レギュレータ設計法を用いたＬＱ制御器、ＬＱＧ制御器やＨ∞制御器設計法を用いて設計される。
【００２１】
このように設計されたフィードバック制御則にのっとり、数８における(5)式および(6) 式にしたがい中間的な状態変数ｚ（ｎ）を介してコントローラ（フィードバック演算手段）出力信号のうちの片方の成分ｙ_B （ｎ）が演算される。
ここでＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、コントローラ（フィードバック演算手段）の状態空間表現の行列である。
【００２２】
これらの式では制御器を状態空間領域で表わしたが、適切に伝達関数領域に変換することにより下記の数９の(12)式に示すような演算の形態をとることが可能である。
【００２３】
【数９】

【００２４】
ここで（α_l ＝０，１，……，Ｌ−１），（β_l ＝０，１，……，Ｌ−１）は(5) 〜（11) 式の制御器を伝達関数領域に移した係数である。
【００２５】
このような制御器を設計することにより周波数領域における振動系の伝達関数は図４に示すごとく、固有振動数における振動伝達率において改善される。
このときこの振動系における加振アクチュエータ４の伝達特性のインパルス応答は図５の破線の応答から図５の実線の応答のように変化し、時間的に応答が短くなることとなる。
【００２６】
このようなフィードバック制御を行っておいた上で、適応フィルタの計算時に必要な係数である前記(2) 式中のｐ_i を求めると、フィードバック制御を加えない状態に比較したインパルス応答が時間的に短くなっており、その結果インパルス応答を離散化したものであるｐの係数の数Ｍを小さくとることができるので、(2) 式の計算を軽減することが可能となる。
【００２７】
このように少なくされたフィルタ係数ｐを用いて演算されるため、全体としての演算量を軽減し、または殆ど増加させることなく適応フィルタの演算と、定係数のフィードバック則に基づく演算とを実行することができる。
最終的には前記ｙ_B （ｎ）とｙ_F （ｎ）とを加え合わせて出力する。
【００２８】
適応フィルタ11は、Ｆiltered-ＸＬＭＳと呼ばれる係数更新式にしたがい係数が常に適応してゆく。
これにより防振対象物２に地盤１から伝わる主に周期的な振動成分は効果的に抑制される。
【００２９】
図６に本発明による振動制御装置を用いた場合の制御効果の例を示す。
フィードバック制御による振動系の固有振動数における振動の低減と、適応フィルタによる床から伝わる周期的な振動の低減がともに得られていることが分る。
【００３０】
次にフィードフォーワード制御部10に入力される振動系からの検出信号をアナログ周波数フィルタを用い加工する実施例を図７に示し説明する。
制御系の基本的構成は前記図３に示したものと同じであり、同じ部材は同じ符号を用いる。
【００３１】
地盤１の振動を検出する振動センサ５からのアナログ検出信号は、増幅器17により増幅された後、アナログ周波数フィルタ50を経て決められた周波数域の信号のみが通され、この信号がＡＤ変換器15によりディジタル信号に変換されてフィードフォーワード制御部10に入力される。
アナログ周波数フィルタ50としてはバンドパス、ローパス、ハイパス等のいずれかのアナログフィルタを用い所定の周波数域の信号のみを通すようにする。
【００３２】
このアナログ周波数フィルタ50を介装することにより振動センサ５が検出した地盤１の振動成分のうち所望の帯域の伝搬振動のみを制御する適応フィルタを形成することができる。
【００３３】
次にフィードフォーワード制御部10に入力される振動系からの検出信号およびフィードフォーワード制御部10から出力される制御信号をディジタル周波数フィルタ等を用い加工する実施例を図８に示し説明する。
【００３４】
やはり制御系の基本的構成は同じであり、前記実施例のアナログ周波数フィルタ50の代わりにディジタル周波数フィルタ60をＡＤ変換器15の下流側に介装し、地盤１の振動を検出する振動センサ５からの検出信号は、増幅器17により増幅されＡＤ変換器15によりディジタル信号に変換された後、ディジタル周波数フィルタ60を経て決められた周波数域の信号のみが通され、この信号をフィードフォーワード制御部10に入力する。
【００３５】
したがって地盤１の振動成分のうち所望の帯域の伝搬振動のみを制御する適応フィルタを形成することができる。
ディジタル周波数フィルタ60としてはバンドパス、ローパス、ハイパスのいずれかのディジタルフィルタを用い所望の周波数域の信号のみを通すようにする。
【００３６】
また防振対象物２の振動を検出する振動センサ６からのアナログ検出信号は、増幅器18により増幅されＡＤ変換器16によりディジタル信号に変換された後、フィードフォーワード制御部10に入力されるルートに介装されたディジタル周波数フィルタ61を経て所望の周波数帯域の信号のみが通されてフィードフォーワード制御部10に入力される。
【００３７】
ディジタル周波数フィルタ61としてはバンドパス、ローパス、ハイパスのいずれかのフィルタを用い、このディジタル周波数フィルタ61を介装することにより振動センサ６が検出した防振対象物２の振動成分のうち所望の周波数域の振動を積極的に小さくするような適応フィルタが形成される。
【００３８】
このディジタル周波数フィルタ61の代わりに２階積分器62を用いる方法もある。
振動センサ６は防振対象物２の振動加速度を検出しているので、この振動加速度信号を増幅して２階積分器62に通すと、加速度信号は変位信号に変換される。
【００３９】
したがって防振対象物２の振動変位を小さくするような適応フィルタが形成されることになる。
振動変位は、ゆっくり大きく動くものについて顕著に現われるので、防振対象物２が主にこのような振動をするような場合に効果的である。
【００４０】
さらにフィードフォーワード制御部10の適応フィルタ11からのフィードフォーワード制御信号ｙ_F (n) は、ディジタル周波数フィルタ63を経て所定の周波数域の信号のみが通され、合成手段32によりフィードバッグ制御部30からのフィードバック制御信号ｙ_B (n) と合成されてＤＡ変換器19によりアナログ信号に変換され増幅器20により増幅されて加振アクチュエータ４に入力され、加振アクチュエータ４を駆動するようにする。
ディジタル周波数フィルタ63としてはバンドパス、ローパス、ハイパスのいずれかのフィルタを用い所望の周波数域の信号のみを通す。
【００４１】
このディジタル周波数フィルタ63を介装することによりフィードフォーワード制御信号ｙ_F (n) のうちディジタル周波数フィルタ63によって決められた周波数域の信号のみがフィードバック制御信号ｙ_B (n) と合成されて加振アクチュエータ４を駆動制御する制御信号とするので、加振アクチュエータ４や振動系の周波数特性を整形し制御をし易くすることが可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明は、適応フィルタによる振動制御とフィードバック制御とを合成することで、周期的な振動の制御および固有振動数の制御を演算量を殆ど増加させることなく実現し、比較的固有振動数が低くその振動伝達率が高い場合においても実用性が高く、広い範囲の振動の低減が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の振動制御装置の構成図である。
【図２】同装置における周波数に対する振動加速度スペクトル密度を示す図である。
【図３】本発明に係る一実施例の振動制御装置の構成図である。
【図４】同装置における周波数に対する振動伝達率を示す図である。
【図５】同装置における応答振幅の変化を示す図である。
【図６】同装置における周波数に対する振動加速度スペクトル密度を示す図である。
【図７】別実施例の振動制御装置の構成図である。
【図８】さらに別の実施例の振動制御装置の構成図である。
【符号の説明】
１…地盤、２…防振対象物、３…防振支持系、４…加振アクチュエータ、５，６…振動センサ、
10…フィードフォーワード制御部、11…適応フィルタ、12…Ｆiltered-ＸＬＭＳ、
15，16…ＡＤ変換器、17，18…増幅器、19…ＤＡ変換器、20…増幅器、
30…フィードバック制御部、31…フィードバック演算手段、32…合成手段、
50…アナログ周波数フィルタ、
60、61…ディジタル周波数フィルタ、62…ディジタル２階積分器、63…ディジタル周波数フィルタ。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a vibration control method and apparatus, and more particularly, a vibration that reduces vibration by applying vibration opposite to propagating vibration to an object vibrating by vibration propagation from a vibration source. The present invention relates to a control method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of vibration control method, there is a method of configuring an adaptive filter that uses vibration information of a vibration source as a reference input and vibration information of a vibration-proof object as an error input, and reduces the vibration by a feedforward signal.
[0003]
FIG. 1 shows a configuration diagram of this conventional vibration control apparatus.
Although it is necessary to consider 6 degrees of freedom for vibration, only one direction is considered here for simplicity.
[0004]
An anti-vibration object 2 such as a precision instrument is supported on the ground 1 via an equivalent anti-vibration support system 3 that is equivalent to a spring and a damper.
The vibration isolation object 2 is provided with a vibration actuator 4 and can be forced to vibrate.
The ground 1 is provided with a vibration sensor 5 that detects vibration propagated from a vibration source, and the vibration isolation object 2 is provided with a vibration sensor 6 that detects vibration of the vibration isolation object 2.
[0005]
On the other hand, the feedforward control device 10 that outputs a drive signal to the vibration actuator 4 uses the adaptive filter 11 and updates the filter coefficient by the FX algorithm of Filtered-X LMS12.
[0006]
Detection signals from the

vibration sensors

5 and 6 are amplified by the

amplifiers

17 and 18, converted into digital signals by the

AD converters

15 and 16, and input to the feedforward control device 10. A drive signal is output from the adaptive filter 11. Then, it is converted into an analog signal by the DA converter 19, amplified by the amplifier 20, and input to the vibration actuator 4 to drive the vibration actuator 4.
[0007]
The calculation required for vibration control by such an adaptive filter is shown in the following equation ( 5 ).
[0008]
[Equation 5]

[0009]
Here, w _i (i = 0, 1, 2,..., N−1) is a filter coefficient of the adaptive filter, and x (n) is a sample of vibration information of the vibration source which is a reference input to the adaptive filter at time n. Value, y _F (n) is an output value by the adaptive filter, and p _i (i = 0, 1, 2,..., M−1) is an impulse of acceleration on the vibration isolation object 2 with respect to the input of the vibration actuator 4. The response is discretized and approximated and measured in advance. In the equation (4), μ is a convergence parameter and is usually a number between 0 and 1.
e (n) is a sample value at time n of vibration information of the image stabilization target object 2 which is an error signal.
[0010]
[Problems to be solved]
The number of filter coefficients in equation (2) depends on the length of the impulse response of the actual actuator and vibration isolation support system.For example, in a vibration system with a low natural frequency such as a vibration isolation table, the impulse response is long. Therefore, a large number M of filter coefficients is required, and the total calculation amount is increased.
[0011]
The effect of vibration reduction is as shown in FIG. 2, and the transmitted periodic vibration component can be reduced relatively effectively, but it is generally difficult to reduce the natural frequency of the vibration system. It is.
[0012]
The present invention has been made in view of the above points, and the purpose of the present invention is to apply to any property of vibration propagating from the outside with respect to a vibration isolating object having a relatively low natural frequency. The point is to provide a vibration control method and apparatus that are possible and practical.
[0013]
[Means and Actions for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration control method for reducing vibration by applying vibration to a vibration isolation object supported via a vibration isolation support means by the vibration excitation means to cancel the vibration transmitted from the vibration source. The vibration information of the vibration source is used as a reference signal, and the vibration information of the vibration-proof object is input as an error signal to the adaptive filter, and the filter coefficient is updated based on the adaptive algorithm using the following equation (6) . processed to form a feed forward control signal y _F a,
[Formula 6]

The anti-vibration type vibration information of the object to the feedback calculating unit, and a feedback control signal y _B on the basis of the feedback control law by the number 7 in the calculation formula,
[Expression 7]

Natural frequency of the feedforward control signal y _F and the feedback control signal y _B and periodic the vibration-proof object and control by the feedback control of the vibration of the synthesized the vibration-proof object by the adaptive filter to The vibration control method for controlling the drive by forming a drive signal for the excitation means, which is combined with the vibration control in FIG.
[0014]
By synthesizing mainly the periodic vibration control by the adaptive filter and the natural frequency control by the feedback control, a large control effect can be obtained without increasing the amount of calculation so much.
[0015]
【Example】
An embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 to 6 will be described below.
The vibration system and the feedforward control unit are the same as those in the prior art shown in FIG. 1, and thus the same reference numerals are used for the same members.
[0016]
In this embodiment, a feedback control unit 30 is provided in addition to the feedforward control unit 10.
In the feedback control unit 30, the feedback calculation means 31 receives the error signal e (n) from the vibration sensor 6, performs calculation based on the feedback control law, and outputs the feedback control signal y _B (n).
[0017]
The feedforward control signal y _F (n) and the feedback control signal y _B (n), which are the outputs of the adaptive filter 11, are added together by the synthesizing means 32 to form a final drive signal, and a DA converter 19, The signal is input to the vibration actuator 4 through the amplifier 20 to drive the vibration actuator 4.
[0018]
The feedback calculation unit 31 calculates a constant coefficient designed in advance, and performs an appropriately designed feedback control calculation based on a transfer function of an appropriately modeled vibration system.
The following equation 8 shows the arithmetic expression.
[0019]
[ Equation 8 ]

[0020]
This constant coefficient feedback coefficient is designed using an LQ controller, LQG controller, or H∞ controller design method using a linear quadratic regulator design method in control theory.
[0021]
One of thus keeping with the design feedback control law, the controller (feedback arithmetic means) through the intermediate state variable z (n) in accordance with the number 8 (5) and (6) the output signal The component y _B (n) is calculated.
Here, A, B, C, and D are state space expression matrices of the controller (feedback calculation means).
[0022]
In these formulas representing the controller in a state-space region, but can take the form of operation as shown in Formula 9 of the following equation (12) by appropriately converting a transfer function area.
[0023]
[ Equation 9 ]

[0024]
Here, (α _l = 0, 1,..., L−1) and (β _l = 0, 1,..., L−1) are the controllers of the equations (5) to (11) in the transfer function region. The transferred coefficient.
[0025]
By designing such a controller, the transfer function of the vibration system in the frequency domain is improved in the vibration transfer rate at the natural frequency as shown in FIG.
At this time, the impulse response of the transfer characteristic of the vibration actuator 4 in this vibration system changes from the response of the broken line in FIG. 5 to the response of the solid line in FIG. 5, and the response becomes shorter in time.
[0026]
On which had been subjected to such a feedback control, when determining the p _i in adaptation the coefficients required to calculate the time of the filter (2), the impulse response is time compared to the state without added feedback control As a result, the number M of coefficients of p, which is a discretization of the impulse response, can be reduced, so that the calculation of equation (2) can be reduced.
[0027]
Since the calculation is performed using the reduced filter coefficient p as described above, the calculation of the adaptive filter and the calculation based on the constant coefficient feedback rule are executed without reducing or almost increasing the calculation amount as a whole. be able to.
Finally, y _B (n) and y _F (n) are added and output.
[0028]
The adaptive filter 11 always adapts the coefficients according to a coefficient update formula called Filtered-X LMS.
Thereby, the mainly periodic vibration component transmitted from the ground 1 to the vibration isolation object 2 is effectively suppressed.
[0029]
FIG. 6 shows an example of the control effect when the vibration control device according to the present invention is used.
It can be seen that both the reduction of the vibration at the natural frequency of the vibration system by the feedback control and the reduction of the periodic vibration transmitted from the floor by the adaptive filter are obtained.
[0030]
Next, an embodiment in which the detection signal from the vibration system input to the feedforward control unit 10 is processed using an analog frequency filter will be described with reference to FIG.
The basic configuration of the control system is the same as that shown in FIG. 3, and the same reference numerals are used for the same members.
[0031]
The analog detection signal from the vibration sensor 5 for detecting the vibration of the ground 1 is amplified by the amplifier 17 and then only the signal in the frequency range determined through the analog frequency filter 50 is passed. Is converted to a digital signal and input to the feedforward control unit 10.
As the analog frequency filter 50, any one of band-pass, low-pass, high-pass, etc. analog filters is used so as to pass only signals in a predetermined frequency range.
[0032]
By interposing the analog frequency filter 50, it is possible to form an adaptive filter that controls only the propagation vibration in a desired band among the vibration components of the ground 1 detected by the vibration sensor 5.
[0033]
Next, an embodiment in which the detection signal from the vibration system input to the feedforward control unit 10 and the control signal output from the feedforward control unit 10 are processed using a digital frequency filter or the like will be described with reference to FIG.
[0034]
The basic configuration of the control system is the same, and a vibration sensor 5 for detecting the vibration of the ground 1 by installing a digital frequency filter 60 downstream of the AD converter 15 instead of the analog frequency filter 50 of the above embodiment. The detection signal from the signal is amplified by the amplifier 17 and converted into a digital signal by the AD converter 15, and then only the signal in the frequency range determined through the digital frequency filter 60 is passed. Enter in 10.
[0035]
Therefore, it is possible to form an adaptive filter that controls only the propagation vibration in a desired band among the vibration components of the ground 1.
As the digital frequency filter 60, any one of bandpass, lowpass, and highpass digital filters is used so as to pass only a signal in a desired frequency band.
[0036]
The analog detection signal from the vibration sensor 6 for detecting the vibration of the vibration isolating object 2 is amplified by the amplifier 18 and converted into a digital signal by the AD converter 16 and then input to the feedforward control unit 10. Only a signal in a desired frequency band is passed through the digital frequency filter 61 interposed in the feedforward control unit 10 and input to the feedforward control unit 10.
[0037]
As the digital frequency filter 61, any one of a band pass filter, a low pass filter, and a high pass filter is used, and a desired frequency among vibration components of the vibration isolation object 2 detected by the vibration sensor 6 by interposing the digital frequency filter 61. An adaptive filter is formed that actively reduces the vibration in the region.
[0038]
There is also a method using a second-order integrator 62 instead of the digital frequency filter 61.
Since the vibration sensor 6 detects the vibration acceleration of the vibration-proof object 2, when this vibration acceleration signal is amplified and passed through the second-order integrator 62, the acceleration signal is converted into a displacement signal.
[0039]
Therefore, an adaptive filter that reduces the vibration displacement of the image stabilization target object 2 is formed.
Since the vibration displacement appears prominently in the case of moving slowly and greatly, it is effective when the vibration-proof object 2 mainly vibrates like this.
[0040]
Further, the feedforward control signal y _F (n) from the adaptive filter 11 of the feedforward control unit 10 is passed through a digital frequency filter 63 only through a signal in a predetermined frequency range, and the synthesizing unit 32 provides a feedback control unit. It is combined with the feedback control signal y _B (n) from 30, converted to an analog signal by the DA converter 19, amplified by the amplifier 20 and input to the vibration actuator 4 to drive the vibration actuator 4.
As the digital frequency filter 63, any one of a band pass filter, a low pass filter, and a high pass filter is used, and only a signal in a desired frequency band is passed.
[0041]
By interposing this digital frequency filter 63, only the signal in the frequency range determined by the digital frequency filter 63 of the feedforward control signal y _F (n) is synthesized with the feedback control signal y _B (n) and added. Since the control signal for driving and controlling the vibration actuator 4 is used, the frequency characteristics of the vibration actuator 4 and the vibration system can be shaped to facilitate control.
[0042]
【The invention's effect】
The present invention combines the vibration control by the adaptive filter and the feedback control to realize periodic vibration control and natural frequency control with almost no increase in the amount of calculation, and relatively low natural frequency. Even when the vibration transmissibility is high, the practicality is high and a wide range of vibrations can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional vibration control device.
FIG. 2 is a diagram showing vibration acceleration spectral density with respect to frequency in the apparatus.
FIG. 3 is a configuration diagram of a vibration control apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing vibration transmissibility with respect to frequency in the apparatus.
FIG. 5 is a diagram showing a change in response amplitude in the apparatus.
FIG. 6 is a diagram showing vibration acceleration spectral density with respect to frequency in the apparatus.
FIG. 7 is a configuration diagram of a vibration control apparatus according to another embodiment.
FIG. 8 is a configuration diagram of a vibration control device of still another embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Ground, 2 ... Anti-vibration target object, 3 ... Anti-vibration support system, 4 ... Excitation actuator, 5, 6 ... Vibration sensor,
10 ... feed-forward control unit, 11 ... adaptive filter, 12 ... Filtered-X LMS,
15, 16 ... AD converter, 17, 18 ... amplifier, 19 ... DA converter, 20 ... amplifier,
30 ... Feedback control unit, 31 ... Feedback calculation means, 32 ... Synthesis means,
50… Analog frequency filter,
60, 61: Digital frequency filter, 62: Digital second order integrator, 63: Digital frequency filter.

Claims

In the vibration control method for reducing vibration by applying vibration to the vibration isolation object supported via the vibration isolation support means by the vibration excitation means and canceling the vibration transmitted from the vibration source,
The vibration information of the vibration source is used as a reference signal, and the vibration information of the vibration-proof object is input as an error signal to an adaptive filter. The filter signal is updated based on an adaptive algorithm using the following equation 1, and the reference signal is updated. processed to form a feed forward control signal y _F,

The vibration information of the vibration damping target input to the feedback calculation means, and a feedback control signal y _B on the basis of the feedback control law by the number 2 of the calculation formula,

Natural frequency of the feedforward control signal y _F and the feedback control signal y _B and periodic the vibration-proof object and control by the feedback control of the vibration of the synthesized the vibration-proof object by the adaptive filter to A vibration control method comprising: forming a drive signal for the vibration exciter that is combined with vibration control in step (a).

2. The vibration control method according to claim 1, wherein only vibration information in a predetermined frequency range is selected from vibration information of the vibration source by a frequency filter and is input to the adaptive filter as the reference signal.

3. The vibration control method according to claim 1, wherein only vibration information in a predetermined frequency range is selected from the vibration information of the vibration isolation object by a frequency filter and is input to the adaptive filter as the error signal. .

2. From the vibration information obtained by processing the reference signal by the adaptive filter, only vibration information in a predetermined frequency range is selected by a frequency filter and combined with the feedback control signal as the feedforward control signal. The vibration control method according to claim 3.

In a vibration control device that reduces vibration by canceling vibration transmitted from a vibration source by applying vibration to the vibration isolation object supported via the vibration isolation support means by the excitation means,
First vibration detecting means for detecting vibration of the vibration source;
Second vibration detecting means for detecting vibration of the vibration-proof object;
The detection signal of the first vibration detection means is input as a reference signal, the detection signal of the second vibration detection means is input as an error signal, and the filter coefficient is updated based on an adaptive algorithm using the following equation (3). an adaptive filter to form a feed forward signal y _F processing the reference signal,

A feedback calculation means for forming the second type the detection signal of the vibration detecting means, the feedback signal y _B on the basis of the feedback control law by the number 4 in the calculation formula,

Vibration at the natural frequency of the feed forward signal y _F and the feedback signal y _B and periodic the vibration-proof object and control by the feedback control of the vibration of the synthesized the vibration-proof object by the adaptive filter to A vibration control apparatus comprising: combining means for forming a drive signal for the vibration means that is combined with the above control.

6. The vibration control apparatus according to claim 5, further comprising a frequency filter that selects only a signal in a predetermined frequency range from the detection signal of the first vibration detection means and uses the signal as the reference signal.

7. The vibration control apparatus according to claim 5, further comprising a frequency filter that selects only a signal in a predetermined frequency range from the detection signal of the second vibration detection means and uses the error signal as the error signal.

The frequency filter according to any one of claims 5 to 7, further comprising: a frequency filter that selects only a signal in a predetermined frequency range from a signal obtained by processing the reference signal by the adaptive filter and uses the signal as the feedforward signal. The vibration control device described in the section.