JP4617892B2 - 振動絶縁方法 - Google Patents
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G:制御ゲイン(正の定数)
x1:振動絶縁対象物の変位
ua:駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対変位
g:g2<m1/(m1+ma)を満たす正値
αt:減衰を調整する定数
として設定し、この方程式に、駆動マスの運動方程式である
ζa=ca/2(maka)1/2
ωa=(ka/ma)1/2
を一致させることができるようにするための駆動力を、振動絶縁対象物の速度と、駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対変位、相対速度及び相対加速度を変数とする
G:制御ゲイン(正の定数)
x1:振動絶縁対象物の変位
ua:駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対変位
g:g2<m1/(m1+ma)を満たす正値
αt:減衰を調整する定数
として設定し、この方程式に、駆動マスの運動方程式である
ζa=ca/2(maka)1/2
ωa=(ka/ma)1/2
を一致させることができるようにするための駆動力を、振動絶縁対象物の速度と、駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対変位、相対速度及び相対加速度を変数とする
(1)振動絶縁対象物の質量と駆動マスの質量の双方の運動方程式より、駆動マスの運動方程式(発明の詳細な説明に記載されている式(5))における該駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対運動に関する比例項である共振項を除去し、更に駆動マスの運動方程式における該駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対運動に関する慣性項の係数が、上記振動絶縁対象物との連成を表す慣性項の係数よりも小さくなるよう差異を生じさせた方程式(発明の詳細な説明における式(12))を設定することにより、該設定した方程式(上記式(12))に駆動マスの運動方程式(上記式(5))を一致させることができるようにするための駆動力(発明の詳細な説明における式(13))を求めて、該求められた駆動力(上記式(13))を上記駆動マスへ与えることで、該駆動マスの運動方程式を、上記設定した方程式(上記式(12))、すなわち、駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対運動に関する比例項である共振項を除去し、更に駆動マスの運動方程式における該駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対運動に関する慣性項の係数が、上記振動絶縁対象物との連成を表す慣性項の係数よりも小さくなるよう差異を生じさせた方程式(上記式(12))に、一致させることができる。したがって、上記のようにして求めた駆動力で駆動される駆動マスの運動方程式が、上記設定した方程式(上記式(12))に一致するようになることで、駆動マスの質量を、振動絶縁対象物の速度に基づいた単なる直接速度フィードバック制御による駆動を行う場合には不安定化の元凶となってしまう駆動マスの共振項を除去した制御を行うことができるようになるため、安定制御機能を持つようにすることができる。
(2)駆動マスの運動方程式における駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対運動に関する慣性項と、駆動マスの上記振動絶縁対象物との相互作用に対応する慣性項の2つの慣性項のバランスを、前者は小さく且つ後者は大きくさせるよう両者のバランスを崩すことができて、振動絶縁に有利な状態とすることができる。
(3)振動絶縁対象物に対して駆動マスを取り付けると共に、該駆動マスを上述の所要の駆動力により駆動するという手法としてあるため、スカイフックダンパとは異なり実装可能なものとすることができる。更には、理想想定のスカイフックダンパを設置した場合よりも更に良好な振動絶縁効果を得ることが可能になる。
g:以下に導く安定条件を満たす定数
αt:減衰を調整する定数
である。
本発明の振動絶縁方法を実施するための装置として、図1(イ)に示したと同様の構成としてあるマスばねモデルを用いて、本発明の振動絶縁方法を適用することによる振動絶縁効果を、振動絶縁対象物である構造体2の加速度の周波数応答として検証した。各パラメータの設定された数値については結果と共に図2(イ)(ロ)中に記載してある。
図3は、比較のために、式(13)における安定化項を省略してDVFB項のみを作動させた場合において、図2(イ)(ロ)と同様に行った数値実験結果を示すものである。この場合、小さい制御ゲインで発振してしまい、不安定になることが明らかである。したがって、図2(イ)(ロ)に示した如き高制御ゲインGによる効果的な振動絶縁は、本発明の振動絶縁方法にて駆動マス5へ与える駆動力faの式(13)における安定化項による効果であることが分かる。
図4は、比較のために、図2(イ)(ロ)と同様の装置構成条件において、g=0として慣性アンバランス化をなくした場合の構造体2の加速度の周波数応答を示す物である。この場合、得られる振動絶縁効果は、図2(イ)(ロ)にて破線で示したスカイフックダンパが設置されたと想定した場合と同程度である。したがって、本発明の振動絶縁方法ではgを正値に選ぶことにより、振動絶縁効果が増強できることが判明した。
本発明に対する比較例Aとして、図6に示した如く、基礎1上に、質量m1の構造体2を、ばね定数k1、減衰定数c1を有するばね機構3を介在させて支持した構成において、更に、基礎1と構造体2との間に減衰cbを加えた場合における構造体2の加速度の周波数応答を求めた。各パラメータは結果と共に図7に示してある。
本発明に対する比較例Bとして、図8に示した如く、基礎1上に、質量m1の構造体2を、ばね定数k1、減衰定数c1を有するばね機構3を介在させて支持し、更に、上記構造体2の上空に固定点4を想定し、該固定点4と構造体2との間に、スカイフックダンパにより減衰cskyを介在させて設けてなる構成における構造体2の加速度の周波数応答を求めた。各パラメータは結果と共に図9に示してある。
2 構造体
3 ばね機構
4 固定点
5 駆動マス
6 ばね機構
7 アクチュエータ
Claims (1)
- 基礎上にばね定数k1及び減衰定数c1を備えたばね機構を介して支持される質量m1の振動絶縁対象物に、質量maの駆動マスを、ばね定数ka及び減衰定数caを有するばね機構を介在させて取り付けて、基礎が強制変位で振動して、このとき上記駆動マスを所要の駆動力で駆動するときの振動絶縁対象物の質量と駆動マスの質量に関する運動方程式をそれぞれたて、双方の運動方程式より、駆動マスの運動方程式における該駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対運動に関する比例項である共振項を除去し、更に駆動マスの運動方程式における該駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対運動に関する慣性項の係数が、上記振動絶縁対象物との連成を表す慣性項の係数よりも小さくなるよう差異を生じさせた方程式を、
ここで、
G:制御ゲイン(正の定数)
x1:振動絶縁対象物の変位
ua:駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対変位
g:g2<m1/(m1+ma)を満たす正値
αt:減衰を調整する定数
として設定し、この方程式に、駆動マスの運動方程式である
ここで、
ζa=ca/2(maka)1/2
ωa=(ka/ma)1/2
を一致させることができるようにするための駆動力を、振動絶縁対象物の速度と、駆動マスの振動絶縁対象物に対する相対変位、相対速度及び相対加速度を変数とする
として求め、該求められた駆動力を、上記駆動マスへ与えて、上記振動絶縁対象物を振動絶縁することを特徴とする振動絶縁方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005009186A JP4617892B2 (ja) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | 振動絶縁方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2005009186A JP4617892B2 (ja) | 2005-01-17 | 2005-01-17 | 振動絶縁方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2006194410A JP2006194410A (ja) | 2006-07-27 |
JP4617892B2 true JP4617892B2 (ja) | 2011-01-26 |
Family
ID=36800652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003206979A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-07-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 振動制御方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH061096B2 (ja) * | 1982-06-29 | 1994-01-05 | 三菱電機株式会社 | 振動制御装置 |
JPH0711810A (ja) * | 1993-06-24 | 1995-01-13 | Takenaka Komuten Co Ltd | 能動型動吸振器の制御方法 |
-
2005
- 2005-01-17 JP JP2005009186A patent/JP4617892B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003206979A (ja) * | 2002-01-09 | 2003-07-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 振動制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006194410A (ja) | 2006-07-27 |
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