JP4392700B2 - Method for suppressing vibration of plate-like body - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のフロントガラス等の板状体に伝播する振動を抑制する方法に係り、特に板状体に板状の圧電素子を貼り付け、圧電素子を利用して振動を抑制する板状体の振動抑制方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の板状体の振動抑制方法としては、例えば特許文献1に示すように、自動車用窓ガラスの外周部に圧電変換素子を密着させて配設すると共に、圧電変換素子の歪量を制御する制御手段を設け、窓ガラスに発生した弾性振動に起因する歪を拘束する内向きの内部応力を圧電変換素子に発生させて振動を減衰させるようにした方法が知られている。しかし、この板状体の振動抑制方法は、圧電変換素子の歪量を制御するための加速度センサや制御回路が必要となり、制御コストが高価になるという問題がある。
【0003】
これに対して、例えば非特許文献1に示すように、振動制御対象である板状体に板状の圧電素子を貼り付け、抵抗素子とインダクタンス素子を直列接続してなるシャント回路を圧電素子に直列接続し、さらにシャント回路を構成する各素子について定点理論により適正値に調整するようにした板状体の振動抑制方法が知られている。すなわち、振動エネルギーが圧電素子の圧電効果により電気エネルギーに変換され、この電気エネルギーを抵抗によって消散させることで、振動を減衰させることができる。なお、インダクタンスは、電流と電圧の位相を合わせる(位相差をなくす)ことにより、電気エネルギー消散の効率を上げるものである。ここで、定点理論とは、1自由度バネ質点系に対する制振器の最適なバネ定数及び減衰係数を求めるために使用されるもので、最適とは,外力から振幅までの伝達関数のゲインの最大値が最小になることを意味するものである。
【0004】
この方法により抵抗とインダクタンス値を決定する手順としては、閉ループ伝達関数を求め、伝達関数のゲインの2乗を求め、定点(抵抗Rを変えてもゲイン線図で必ず通る点)を求める。さらに、定点の高さが同じになるように最適なインダクタンスLを求める最適同調を行い、さらに定点でゲインが極大になるように最適な抵抗Rを決定する最適減衰を行う。この振動抑制方法は、制御回路等を必要としない簡易な構成であり、予め最適な抵抗RとインダクタンスLを決定しておくことにより、簡易かつ適正に振動入力成分を減衰させる効果が得られる。しかし、この定点理論に基づく振動抑制方法の場合、振動モードの不確かさや変動がないときは、適正な振動減衰効果が得られるが、振動モードに不確かさや変動がある場合に、振動減衰効果が悪化するいわゆるロバスト性が劣るという問題がある。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−287127号公報(第2頁、図8)
【非特許文献1】
N.W.Hagood and A.V.Flotow, Journal of Sound and Vibration, Vol.142,No.6, 1991, pp.243-268
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記した問題を解決しようとするもので、圧電素子を用いると共に制御回路を必要としない簡易な構成で、振動モードの不確かさや変動にもかかわらず板状体の振動を適正に減衰させることができるロバスト性が良好な板状体の振動抑制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】
上記目的を達成するために、上記請求項1に記載の発明の構成上の特徴は、振動抑制対象である板状体に対して板状の圧電素子を貼り付け、第1抵抗素子と第1インダクタンス素子を直列接続した第1回路と、第2抵抗素子と第2インダクタンス素子とコンデンサ素子とを直列接続した第2回路とを並列接続してなるシャント回路を圧電素子に直列接続し、さらにシャント回路を構成する各素子について最悪ゲイン最小化法により、予め板状体の振動モードが変動したときのピークゲインの最悪値をロバスト性の指標として、最悪値を小さくするように適正値に調整することにより、振動モードの不確かさや変動にかかわらず板状体の振動を適正に減衰させるようにしたことにある。
【0008】
上記のように構成した請求項1の発明においては、振動抑制対象である板状体に貼り付けられた板状の圧電素子に、第1回路と第2回路とを並列接続してなるシャント回路を直列接続し、さらにシャント回路を構成する各素子について最悪ゲイン最小化法により適正値に調整することにより、振動モードが変動した場合でも、変動後の振動減衰の悪化の程度が低く抑えられる。
【0009】
最悪ゲイン最小化法については、振動のパラメータが変動したときのピークゲインの最悪値(最悪ゲイン)をロバスト性の指標として、最悪ゲインを小さくするようにシャント回路の素子にチューニングを行うものである。最悪ゲインは、ロバスト制御理論で用いられる構造化特異値を用いて計算することができる。図4に示す拡大系の最悪ゲインは、下記数1により定義される。ここで、ωは角周波数を、jは虚数単位を表す。また、F(M(jω),Δ(jω))は、伝達関数M(jω)のΔ(jω)に関する線形分数変換を表し、図4のfからηまでの伝達関数である。σ(Δ(jω))(σの上の横棒を除く)は、Δ(jω)の最大特異値である。
【0010】
【数1】

Figure 0004392700
【0011】
図4の拡大系の最悪ゲインは、下記数2を満たすαの最大値αmaxを用いて、数3で与えられる。なお、数2におけるμΔ(Mα(jω))は、図5におけるMα,Δによって定まる構造化特異値である。
【0012】
【数2】
Figure 0004392700
【0013】
【数3】
Figure 0004392700
【0014】
この最悪ゲインを最小化するという概念を、図1に示す本発明の振動抑制系に適用することにより、各回路素子の適正な値を決定することが可能になる。
図1の振動抑制装置についての拡大系を導く手順は、以下の通りである。板のm次モードの運動方程式は下記数4で表される。
【0015】
【数4】
Figure 0004392700
【0016】
ここで、η(t)はモード振幅を、v(t)は圧電素子に加わる電圧を、f(t)は集中外力の大きさを、i(t)は圧電素子の発生電流を表す。なお、Wδは減衰項の変動を表し、Wωδωは固有振動数の変動を表す。また、圧電素子の回路方程式は、下記数5で表される。
【0017】
【数5】
Figure 0004392700
【0018】
ここで、isu(t)はシャント回路に流れる電流である。なお、Wcpδcpは圧電素子のキャパシタンスC の変動を表す。シャント回路に流れる電流は、下記数6で表される。
【0019】
【数6】
Figure 0004392700
【0020】
数4,数5,数6の信号の結合関係を表すと図6となる。ここで、Σplateは、数4の[f,v,Wω,W]から[η,i,zω,z]までの伝達関数、Σcpは、数5の[i,Wcp]から[v,zcp]までの伝達関数、Σsuは数6のvからiまでの伝達関数を表す。なお、zω,z,zcpの関係式は、下記数7で表される。
【0021】
【数7】
Figure 0004392700
図6より、本発明の振動抑制系の拡大系図4が定まる。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について説明する。図1は、実施形態に板に振動抑制装置を装着した状態を斜視図により示し、図2は振動抑制装置の等価回路を回路図により示したものである。振動抑制装置10は、振動入力される板1に貼り付けられた板状の圧電素子11と、圧電素子11に直列接続されたシャント回路13とにより構成されている。
【0023】
圧電素子11は、PZT(ジルコン酸チタン酸鉛),PLZT(ジルコン酸チタン酸ランタン鉛)等の圧電セラミックスや、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)等の圧電材料の薄板である。シャント回路13は、第1抵抗素子Rと第1インダクタンス素子Lを直列接続した第1回路と、第2抵抗素子Rと第2インダクタンス素子Lとコンデンサ素子Cとを直列接続した第2回路とを並列接続したものである。第1及び第2インダクタンス素子L,Lについては、チューニングが容易で軽量である電子インダクタンスが用いることが好ましい。例えば、図3に示すような電子インダクタンスが用いられる。
【0024】
つぎに、具体的な振動抑制装置の振動減衰特性の測定結果について説明する。
圧電素子11は、形状が75mm×75mm×0.5mm、固有振動数ω=433rad/s、モード減衰率ζ=0.004、キャパシタンスC =152nFである。この圧電素子11が、500mm×400mm×1.6mmの鋼板1の中央に貼り付けられる。シャント回路13の各素子の調整は、最悪ゲイン最小化法(以下、μによるチューニングと記す)により行われる。
【0025】
振動抑制装置10の特性測定については、鋼板1の圧電素子11を挟んだ一方側にインパルスハンマで打撃を与え、圧電素子11を挟んだ反対側でレーザセンサにより振動変化を検出し、検出結果を高速フーリエ変換解析装置(FFTアナライザ)で解析することにより、振動の振幅及び位相の周波数特性を求めることにより行われる。振動入力モードの変動のない場合とある場合の回路素子L,R,L,Rのチューニング値について、下記表1に示す。なお、C=22.4nFとした。
【0026】
【表1】
Figure 0004392700
【0027】
なお、参考例として、圧電素子に抵抗素子Rとインダクタンス素子Lを直列接続したLR振動抑制装置を用い、かつ抵抗素子Rとインダクタンス素子Lの調整を、μによるチューニングと、定点理論によるチューニングにより行った場合についても示す。振動入力モードの変動のない場合とある場合の回路素子L,Rに対して、μによるチューニングと、定点理論によるチューニングのチューニング値について、それぞれ下記表2に示す。
【0028】
【表2】
Figure 0004392700
【0029】
上記振動抑制装置10について、振動モードの変動のない場合と変動がある場合のゲイン及び位相特性は、図7及び図8に示すようになる。図において、点線は非制御状態での特性を表し、実線がμによるチューニングが行われた後の特性を表す。これによれば、70Hz近辺におけるゲインの減衰が、振動モードの変動のない場合には、μによるチューニング前後で13.4dBであるのに対して、振動モードの変動のある場合は、μによるチューニング前後で10.9dBと、その差が2.5dB程度と非常に小さい。
【0030】
これに対して、LR振動抑制装置についてμによるチューニングを適用した場合の、振動モードの変動のない場合と変動がある場合のゲイン及び位相特性は、図9及び図10に示すようになる。これによれば、70Hz近辺におけるゲインの減衰が、振動モードの変動のない場合には、μによるチューニング前後で14.7dBであるのに対して、振動モードの変動のある場合は、μによるチューニング前後で10.2dBと、その差が4.5dB程度と大きくなっている。
【0031】
また、LR振動抑制装置について定点理論を適用した場合の、振動モードの変動のない場合と変動がある場合のゲイン及び位相特性は、図11及び図12に示すようになる。これによれば、70Hz近辺におけるゲインの減衰が、振動モードの変動のない場合には、μによるチューニング前後で18.9dBであるのに対して、振動モードの変動のある場合は、μによるチューニング前後で約5.7dBと、その差が13dB程度と非常に大きくなっている。
【0032】
以上の結果から明らかなように、本発明にかかる振動抑制装置10に対してμによるチューニングを行う方法は、LR振動抑制装置にμによるチューニングを行う方法に比べて、振動モードの変動の有無によるゲインの変動が小さい良好な結果が得られている。さらに、本発明にかかる方法は、LR振動抑制装置に定点理論によるチューニングを行う方法に比べて、振動モードの変動の有無によるゲインの変動が格段に改善された結果が得られている。
【0033】
【発明の効果】
上記請求項1の発明によれば、板状体に貼り付けられた板状の圧電素子に、第1回路と第2回路とを並列接続してなるシャント回路を直列接続し、さらにシャント回路を構成する各素子について最悪ゲイン最小化法により適正値に調整することにより、振動モードが変動した場合でも、変動後の振動減衰の変化の程度が低く抑えられる。その結果、請求項1の発明においては、モードパラメータや圧電素子のキャパシタンスなどの変動に対してロバスト性を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態である振動抑制装置の使用状態を概略的に示す斜視図である。
【図2】振動抑制装置の等価回路を示す回路図である。
【図3】インダクタンス素子を構成する電子インダクタンスの一例を示す回路図である。
【図4】振動抑制装置について、最悪ゲイン最小化法を適用するための拡大系を示すブロック線図である。
【図5】図4に示す拡大系を最悪ゲイン最小化法を適用するために変更したブロック線図である。
【図6】図2の振動抑制装置について、最悪ゲイン最小化法を適用するための拡大系を示すブロック線図である。
【図7】図2の振動抑制装置について、振動モードの変動のない場合のゲイン及び位相特性を示すグラフである。
【図8】図2の振動抑制装置について、振動モードの変動がある場合のゲイン及び位相特性を示すグラフである。
【図9】LR振動抑制装置についてμによるチューニングを適用した場合の、振動モードの変動のない場合のゲイン及び位相特性を示すグラフである。
【図10】LR振動抑制装置についてμによるチューニングを適用した場合の、振動モードの変動がある場合のゲイン及び位相特性を示すグラフである。
【図11】LR振動抑制装置について定点理論を適用した場合の、振動モードの変動のない場合のゲイン及び位相特性を示すグラフである。
【図12】LR振動抑制装置について定点理論を適用した場合の、振動モードの変動がある場合のゲイン及び位相特性を示すグラフである。
【符号の説明】
10…振動抑制装置、11…圧電素子、13…シャント回路。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for suppressing vibration propagating to a plate-like body such as a windshield of an automobile, and in particular, a plate-like piezoelectric element is attached to a plate-like body and the vibration is suppressed by using the piezoelectric element. The present invention relates to a method for suppressing body vibration.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for suppressing vibration of this type of plate-like body, for example, as shown in Patent Document 1, a piezoelectric conversion element is disposed in close contact with an outer peripheral portion of an automotive window glass, and the amount of distortion of the piezoelectric conversion element is determined. There is known a method in which control means for controlling the vibration is provided, and inward internal stress that restrains strain caused by elastic vibration generated in the window glass is generated in the piezoelectric transducer to attenuate the vibration. However, this vibration suppression method for the plate-like body requires an acceleration sensor and a control circuit for controlling the amount of strain of the piezoelectric transducer, and there is a problem that the control cost is expensive.
[0003]
On the other hand, for example, as shown in Non-Patent Document 1, a shunt circuit formed by attaching a plate-like piezoelectric element to a plate-like body that is a vibration control target and connecting a resistance element and an inductance element in series is used as the piezoelectric element. There is known a vibration suppression method for a plate-like body that is connected in series and further adjusted to an appropriate value by fixed point theory for each element constituting a shunt circuit. That is, vibration energy is converted into electric energy by the piezoelectric effect of the piezoelectric element, and the vibration can be attenuated by dissipating the electric energy by the resistance. The inductance increases the efficiency of electric energy dissipation by matching the phase of current and voltage (eliminating the phase difference). Here, the fixed point theory is used to obtain the optimum spring constant and damping coefficient of the vibration damper for a one-degree-of-freedom spring mass system. The optimum is the gain of the transfer function from the external force to the amplitude. It means that the maximum value is minimized.
[0004]
As a procedure for determining the resistance and inductance value by this method, a closed loop transfer function is obtained, the square of the gain of the transfer function is obtained, and a fixed point (a point that always passes through the gain diagram even if the resistance R is changed) is obtained. Further, optimum tuning is performed to obtain an optimum inductance L so that the heights of the fixed points are the same, and optimum attenuation is performed to determine an optimum resistance R so that the gain is maximized at the fixed points. This vibration suppression method has a simple configuration that does not require a control circuit or the like. By determining the optimum resistance R and inductance L in advance, an effect of easily and appropriately attenuating the vibration input component can be obtained. However, in the case of the vibration suppression method based on this fixed point theory, an appropriate vibration damping effect can be obtained when there is no uncertainty or fluctuation in the vibration mode, but the vibration damping effect is deteriorated when there is uncertainty or fluctuation in the vibration mode. There is a problem that the so-called robustness is inferior.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-10-287127 (second page, FIG. 8)
[Non-Patent Document 1]
NWHagood and AVFlotow, Journal of Sound and Vibration, Vol.142, No.6, 1991, pp.243-268
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is intended to solve the above-described problems, and uses a piezoelectric element and a simple configuration that does not require a control circuit, and appropriately attenuates vibration of a plate-like body regardless of uncertainty or fluctuation in vibration mode. It is an object of the present invention to provide a vibration suppressing method for a plate-like body having good robustness.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the structural feature of the first aspect of the present invention is that a plate-like piezoelectric element is attached to a plate-like body that is the object of vibration suppression, and the first resistance element and the first resistance element. A shunt circuit formed by connecting in parallel a first circuit in which inductance elements are connected in series, and a second circuit in which a second resistance element, a second inductance element, and a capacitor element are connected in series is connected in series to the piezoelectric element, and further shunted By using the worst gain minimization method for each element constituting the circuit, the worst value of the peak gain when the vibration mode of the plate-like body fluctuates in advance is adjusted to an appropriate value so as to reduce the worst value using the robustness index. Thus, the vibration of the plate-like body is appropriately damped regardless of the uncertainty or fluctuation of the vibration mode.
[0008]
In the invention of claim 1 configured as described above, a shunt circuit in which a first circuit and a second circuit are connected in parallel to a plate-like piezoelectric element affixed to a plate-like body that is subject to vibration suppression. Are connected in series, and each element constituting the shunt circuit is adjusted to an appropriate value by the worst gain minimization method, so that even when the vibration mode fluctuates, the degree of deterioration of vibration attenuation after fluctuation can be kept low.
[0009]
The worst gain minimization method is to tune the elements of the shunt circuit so as to reduce the worst gain by using the worst value (worst gain) of the peak gain when the vibration parameter fluctuates as an index of robustness. . The worst gain can be calculated using a structured singular value used in robust control theory. The worst gain of the enlargement system shown in FIG. Here, ω represents an angular frequency, and j represents an imaginary unit. Further, F 1 (M (jω), Δ 2 (jω)) represents a linear fractional transformation related to Δ 2 (jω) of the transfer function M (jω), and is a transfer function from f to η m in FIG. . σ (Δ 2 (jω)) (excluding the horizontal bar above σ) is the maximum singular value of Δ 2 (jω).
[0010]
[Expression 1]
Figure 0004392700
[0011]
The worst gain of the expansion system in FIG. 4 is given by Equation 3 using the maximum value α max of α satisfying Equation 2 below. Note that μ Δ (M α (jω)) in Equation 2 is a structured singular value determined by M α , Δ in FIG.
[0012]
[Expression 2]
Figure 0004392700
[0013]
[Equation 3]
Figure 0004392700
[0014]
By applying the concept of minimizing the worst gain to the vibration suppression system of the present invention shown in FIG. 1, it is possible to determine an appropriate value for each circuit element.
The procedure for deriving the expansion system for the vibration suppression device of FIG. 1 is as follows. The equation of motion of the m-th order mode of the plate is expressed by the following equation (4).
[0015]
[Expression 4]
Figure 0004392700
[0016]
Here, η m (t) is the mode amplitude, v a (t) is the voltage applied to the piezoelectric element, f (t) is the magnitude of the concentrated external force, and i p (t) is the current generated by the piezoelectric element. To express. W c δ c represents the variation of the attenuation term, and W ω δ ω represents the variation of the natural frequency. The circuit equation of the piezoelectric element is expressed by the following formula 5.
[0017]
[Equation 5]
Figure 0004392700
[0018]
Here, i su (t) is a current flowing through the shunt circuit. Note that W cp δ cp represents the fluctuation of the capacitance C p s of the piezoelectric element. The current flowing in the shunt circuit is expressed by the following formula 6.
[0019]
[Formula 6]
Figure 0004392700
[0020]
FIG. 6 shows the coupling relationship of the signals of Equation 4, Equation 5, and Equation 6. Here, Σ plate is a transfer function from [f, v a , W ω , W c ] in Equation 4 to [η m , i p , z ω , z c ], and Σ cp is [i in [5] p, the transfer function from W cp] to [v a, z cp], Σ su represents the transfer function from the number 6 of v a to i p. The relational expression of z ω , z c , and z cp is expressed by the following formula 7.
[0021]
[Expression 7]
Figure 0004392700
From FIG. 6, an enlarged system diagram 4 of the vibration suppression system of the present invention is determined.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a perspective view showing a state in which a vibration suppression device is mounted on a plate in the embodiment, and FIG. 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the vibration suppression device. The vibration suppression device 10 includes a plate-like piezoelectric element 11 attached to a plate 1 to which vibration is input, and a shunt circuit 13 connected in series to the piezoelectric element 11.
[0023]
The piezoelectric element 11 is a thin plate of piezoelectric ceramics such as PZT (lead zirconate titanate) or PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), or piezoelectric materials such as PVDF (polyvinylidene fluoride). Shunt circuit 13 has a first circuit first resistance element R 1 and the first inductance element L 1 connected in series, a second resistance element R 2 and the second inductance element L 2 and the capacitor element C 2 connected in series The second circuit is connected in parallel. For the first and second inductance elements L 1 and L 2 , it is preferable to use electronic inductance that is easy to tune and lightweight. For example, an electronic inductance as shown in FIG. 3 is used.
[0024]
Next, measurement results of vibration damping characteristics of a specific vibration suppressing device will be described.
The piezoelectric element 11 has a shape of 75 mm × 75 mm × 0.5 mm, natural frequency ω 1 = 433 rad / s, mode damping rate ζ 1 = 0.004, and capacitance C p s = 152 nF. The piezoelectric element 11 is attached to the center of a steel plate 1 having a size of 500 mm × 400 mm × 1.6 mm. Adjustment of each element of the shunt circuit 13 is performed by the worst gain minimization method (hereinafter referred to as tuning by μ).
[0025]
With respect to the characteristic measurement of the vibration suppression device 10, an impact hammer is applied to one side of the steel plate 1 across the piezoelectric element 11, and a vibration change is detected with a laser sensor on the opposite side across the piezoelectric element 11. The analysis is performed by obtaining frequency characteristics of vibration amplitude and phase by analyzing with a fast Fourier transform analyzer (FFT analyzer). Table 1 below shows tuning values of the circuit elements L 1 , R 1 , L 2 , and R 2 when the vibration input mode does not vary. Note that C 2 = 22.4 nF.
[0026]
[Table 1]
Figure 0004392700
[0027]
As a reference example, an LR vibration suppression device in which a resistance element R and an inductance element L are connected in series to a piezoelectric element is used, and the resistance element R and the inductance element L are adjusted by tuning by μ and tuning by a fixed point theory. The case is also shown. Table 2 below shows the tuning values for tuning by μ and tuning by the fixed point theory for the circuit elements L 1 and R 1 when there is no fluctuation in the vibration input mode.
[0028]
[Table 2]
Figure 0004392700
[0029]
Regarding the vibration suppression device 10, the gain and phase characteristics when there is no fluctuation and when there are fluctuations are as shown in FIGS. 7 and 8. In the figure, the dotted line represents the characteristic in the uncontrolled state, and the solid line represents the characteristic after tuning by μ. According to this, when attenuation of the gain in the vicinity of 70 Hz is 13.4 dB before and after tuning by μ when there is no fluctuation in vibration mode, tuning by μ is performed when there is fluctuation in vibration mode. The difference between the front and rear is 10.9 dB and the difference is as small as about 2.5 dB.
[0030]
On the other hand, when the tuning by μ is applied to the LR vibration suppressing device, the gain and phase characteristics when there is no fluctuation and when there are fluctuations are as shown in FIGS. According to this, the attenuation of the gain in the vicinity of 70 Hz is 14.7 dB before and after tuning by μ when there is no fluctuation in the vibration mode, whereas it is tuned by μ when there is fluctuation in the vibration mode. It is 10.2 dB before and after, and the difference is as large as about 4.5 dB.
[0031]
Further, when the fixed point theory is applied to the LR vibration suppression device, the gain and phase characteristics when there is no vibration mode variation and when there is variation are as shown in FIGS. According to this, the attenuation of gain in the vicinity of 70 Hz is 18.9 dB before and after tuning by μ when there is no fluctuation in the vibration mode, while tuning by μ when there is fluctuation in the vibration mode. It is about 5.7 dB before and after, and the difference is as large as about 13 dB.
[0032]
As is clear from the above results, the method of performing the tuning with μ on the vibration suppressing device 10 according to the present invention depends on the presence or absence of fluctuations in the vibration mode as compared with the method of performing the tuning with μ on the LR vibration suppressing device. Good results with small gain fluctuations are obtained. Furthermore, the method according to the present invention has a result that the fluctuation of the gain due to the presence or absence of the fluctuation of the vibration mode is remarkably improved as compared with the method of tuning the LR vibration suppression device by the fixed point theory.
[0033]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, the shunt circuit formed by connecting the first circuit and the second circuit in parallel to the plate-like piezoelectric element attached to the plate-like body is connected in series, and the shunt circuit is further connected. By adjusting each component element to an appropriate value by the worst gain minimization method, even when the vibration mode changes, the degree of change in vibration attenuation after the change can be kept low. As a result, in the first aspect of the invention, it has robustness against fluctuations such as mode parameters and capacitance of the piezoelectric element.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a usage state of a vibration suppression device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the vibration suppressing device.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of an electronic inductance constituting the inductance element.
FIG. 4 is a block diagram showing an expansion system for applying the worst gain minimization method for the vibration suppressing device.
FIG. 5 is a block diagram obtained by modifying the expansion system shown in FIG. 4 in order to apply the worst gain minimization method.
6 is a block diagram showing an expansion system for applying the worst gain minimization method for the vibration suppressing device of FIG. 2; FIG.
7 is a graph showing gain and phase characteristics when there is no fluctuation in vibration mode for the vibration suppressing device of FIG. 2; FIG.
8 is a graph showing gain and phase characteristics when the vibration mode varies in the vibration suppressing device of FIG. 2; FIG.
FIG. 9 is a graph showing gain and phase characteristics when there is no fluctuation in vibration mode when tuning by μ is applied to the LR vibration suppressing device.
FIG. 10 is a graph showing gain and phase characteristics when there is a fluctuation in vibration mode when tuning by μ is applied to the LR vibration suppression device.
FIG. 11 is a graph showing gain and phase characteristics when there is no fluctuation in vibration mode when the fixed point theory is applied to the LR vibration suppression device.
FIG. 12 is a graph showing gain and phase characteristics when there is a fluctuation in vibration mode when a fixed point theory is applied to the LR vibration suppression device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vibration suppression apparatus, 11 ... Piezoelectric element, 13 ... Shunt circuit.

Claims (1)

振動抑制対象である板状体に対して板状の圧電素子を貼り付け、第1抵抗素子と第1インダクタンス素子を直列接続した第1回路と、第2抵抗素子と第2インダクタンス素子とコンデンサ素子とを直列接続した第2回路とを並列接続してなるシャント回路を前記圧電素子に直列接続し、さらに該シャント回路を構成する各素子について最悪ゲイン最小化法により、予め前記板状体の振動モードが変動したときのピークゲインの最悪値をロバスト性の指標として、該最悪値を小さくするように適正値に調整することにより、振動モードの不確かさや変動にかかわらず板状体の振動を適正に減衰させるようにしたことを特徴とする板状体の振動抑制方法。A first circuit in which a plate-like piezoelectric element is attached to a plate-like body that is subject to vibration suppression, and a first resistance element and a first inductance element are connected in series, a second resistance element, a second inductance element, and a capacitor element A shunt circuit formed by connecting a second circuit connected in series with each other in series is connected in series to the piezoelectric element, and each element constituting the shunt circuit is previously subjected to vibration of the plate-like body by the worst gain minimization method. By using the worst value of peak gain when the mode fluctuates as an indicator of robustness, and adjusting the value to an appropriate value to reduce the worst value , the vibration of the plate-shaped body can be made appropriate regardless of the uncertainty or fluctuation of the vibration mode. A method for suppressing vibration of a plate-like body, characterized in that the vibration is attenuated to a low level.
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