JP6706122B2 - Active vibration control device - Google Patents

Active vibration control device Download PDF

Info

Publication number
JP6706122B2
JP6706122B2 JP2016071759A JP2016071759A JP6706122B2 JP 6706122 B2 JP6706122 B2 JP 6706122B2 JP 2016071759 A JP2016071759 A JP 2016071759A JP 2016071759 A JP2016071759 A JP 2016071759A JP 6706122 B2 JP6706122 B2 JP 6706122B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control signal
signal
target
vibration
coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016071759A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017182620A (en
Inventor
孝啓 可知
孝啓 可知
晃 五十嵐
晃 五十嵐
▲凱▼ 薛
▲凱▼ 薛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Riko Co Ltd
Kyoto University
Original Assignee
Sumitomo Riko Co Ltd
Kyoto University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Riko Co Ltd, Kyoto University filed Critical Sumitomo Riko Co Ltd
Priority to JP2016071759A priority Critical patent/JP6706122B2/en
Publication of JP2017182620A publication Critical patent/JP2017182620A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6706122B2 publication Critical patent/JP6706122B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

本発明は、能動型制振装置に関するものである。 The present invention relates to an active vibration damping device.

特許文献1には、構造物の変位位置の積分値と可動マスの変位位置とが同位相で変化するように、アクチュエータを制御することが記載されている。特許文献2には、質量付加型の能動型制振装置のコントローラとして、DVFB(Direct Velocity Feedback)や最適レギュレータを用いることが記載されている。 Patent Document 1 describes controlling the actuator so that the integrated value of the displacement position of the structure and the displacement position of the movable mass change in the same phase. Patent Document 2 describes that a DVFB (Direct Velocity Feedback) or an optimum regulator is used as a controller of a mass addition type active vibration damping device.

特許文献3には、振動感知センサが感知した床振動に基づいて床振動の振動波形を予測し、振動発生装置が振動波形を相殺する逆位相の振動の指令により床を加振することが記載されている。特許文献4には、制振対象物の振動を検知するセンサの検知信号に応じて、制振対象物で発生した振動と周波数が同じで且つ位相が逆である振動を制振対象物に付与することが記載されている。 Patent Document 3 describes that the vibration waveform of floor vibration is predicted based on the floor vibration sensed by the vibration sensor, and the vibration generator vibrates the floor according to a command of vibration in an opposite phase to cancel the vibration waveform. Has been done. In Patent Document 4, in accordance with a detection signal of a sensor that detects the vibration of the vibration suppression target, a vibration having the same frequency as the vibration generated in the vibration suppression target but the phase is opposite to that of the vibration generated in the vibration suppression target It is described to do.

特開平6−17559号公報JP, 6-17559, A 特許第3040303号公報Japanese Patent No. 3040303 特開平7−3933号公報JP, 7-3933, A 特開2009−114821号公報JP, 2009-114821, A

制振対象物を制振するためには、アクチュエータが発生する振動が、制振対象物の振動の逆位相であることが重要となる。しかし、制御装置が入力信号から制御信号を生成する際に生じる位相ずれ、及び、制御信号とアクチュエータが発生する振動との位相ずれによって、アクチュエータが発生する振動が所望の振動とならないおそれがある。そのため、従来の制振装置は、十分な制振効果を得ることができないおそれがあった。 In order to suppress the vibration suppression target, it is important that the vibration generated by the actuator has the opposite phase to the vibration of the vibration suppression target. However, the vibration generated by the actuator may not be the desired vibration due to the phase shift generated when the control device generates the control signal from the input signal and the phase shift between the control signal and the vibration generated by the actuator. Therefore, the conventional vibration damping device may not be able to obtain a sufficient vibration damping effect.

本発明は、アクチュエータが発生する振動を所望の位相に一致させることができるように、制御信号の位相調整が可能となる能動型制振装置を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide an active vibration damping device capable of adjusting the phase of a control signal so that the vibration generated by an actuator can be matched with a desired phase.

本発明に係る能動型制振装置は、制振対象に対して振動を付与するアクチュエータと、
前記アクチュエータに周期的な制御信号を出力する制御装置と、前記アクチュエータによる加振力に相関する状態信号を検出する設定用センサとを備える。前記制御装置は、前記加振力に相当する目標制御信号を生成する目標生成部と、前記目標制御信号の積分値又は微分値に相当する位相調整信号を生成する調整信号生成部と、前記目標制御信号に対して第一重み係数を用いた調整処理を施した信号と、前記位相調整信号に対して第二重み係数を用いた調整処理を施した信号とに基づいて、前記制御信号を生成する制御信号生成部とを備える。
An active vibration damping device according to the present invention, an actuator for applying vibration to a vibration damping target,
A control device that outputs a periodic control signal to the actuator, and a setting sensor that detects a state signal that correlates with an exciting force of the actuator are provided. The control device includes a target generation unit that generates a target control signal corresponding to the exciting force, an adjustment signal generation unit that generates a phase adjustment signal corresponding to an integral value or a differential value of the target control signal, and the target. a signal subjected to the adjustment processing using the first weighting factor to the control signal, based on the second weight signal the coefficients subjected to adjustment processing using the with respect to the phase adjustment signal, generating said control signal And a control signal generator for

さらに、前記制御装置は、前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定するために、前記アクチュエータに係数決定用の第一制御信号を出力した場合において前記設定用センサにより検出された第一状態信号を取得する信号取得部と、前記第一制御信号と前記第一状態信号とについての振幅及び位相の相違分を演算する相違分演算部と、前記相違分に基づいて前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定する処理決定部とを備える。
前記目標制御信号に対応する係数決定用の基準目標制御信号に基づいて前記制御信号に対応する係数決定用制御信号が生成されたと仮定し、且つ、前記係数決定用制御信号が前記アクチュエータに出力されたと仮定した場合に、前記状態信号に対応する係数決定用状態信号と前記基準目標制御信号とが一致することを第一条件とする。
前記係数決定用制御信号と前記係数決定用状態信号とについての振幅及び位相の相違分が前記相違分演算部により演算された前記相違分に一致することを第二条件とする。
前記処理決定部は、前記第一条件及び前記第二条件を満たすような前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定する。
Further, the control device outputs a first control signal for determining a coefficient to the actuator in order to determine the first weight coefficient and the second weight coefficient , the first sensor detected by the setting sensor. A signal acquisition unit that acquires a state signal, a difference calculation unit that calculates a difference in amplitude and phase between the first control signal and the first state signal, and the first weighting factor based on the difference. And a processing determination unit that determines the second weighting coefficient .
It is assumed that a coefficient determination control signal corresponding to the control signal is generated based on a reference target control signal for coefficient determination corresponding to the target control signal, and the coefficient determination control signal is output to the actuator. If it is assumed that, the first condition is that the coefficient determination state signal corresponding to the state signal and the reference target control signal match.
The second condition is that the difference in amplitude and phase between the coefficient determining control signal and the coefficient determining state signal matches the difference calculated by the difference calculating unit.
The processing determination unit determines the first weighting coefficient and the second weighting coefficient that satisfy the first condition and the second condition.

制御装置の制御信号生成部は、目標制御信号及び位相調整信号を用いた上で、目標制御信号及び位相調整信号に対して所定の調整処理を施すことによって制御信号を生成している。従って、制御装置は、位相調整機能を有するため、生成された制御信号を所望の位相と一致させることができる。そして、位相調整信号は、目標制御信号の積分値又は微分値に相当する。従って、位相調整信号の生成は、容易である。 The control signal generation unit of the control device generates the control signal by using the target control signal and the phase adjustment signal and then performing a predetermined adjustment process on the target control signal and the phase adjustment signal. Therefore, since the control device has the phase adjusting function, it is possible to match the generated control signal with the desired phase. The phase adjustment signal corresponds to the integral value or the differential value of the target control signal. Therefore, the generation of the phase adjustment signal is easy.

さらに、制御装置は、信号取得部、相違分演算部、及び、処理決定部を備える。これらの構成によって、制御信号生成部が実行する所定の調整処理を容易に決定できる。特に、処理決定部は、位相調整信号が目標制御信号の積分値又は微分値に相当する信号であることから、所定の調整処理を容易に且つ確実に決定できる。そして、決定された所定の調整処理は、制御装置が目標制御信号から制御信号を生成する際に生じる位相ずれ、及び、制御信号とアクチュエータが発生する位相ずれを考慮した処理となる。その結果、アクチュエータが発生する振動が所望の位相と一致させることができ、確実に制振効果を発揮できる。 Furthermore, the control device includes a signal acquisition unit, a difference calculation unit, and a processing determination unit. With these configurations, the predetermined adjustment process executed by the control signal generation unit can be easily determined. In particular, since the phase adjustment signal is a signal corresponding to the integral value or the differential value of the target control signal, the processing determination unit can easily and reliably determine the predetermined adjustment processing. The determined predetermined adjustment process is a process that takes into account the phase shift that occurs when the control device generates the control signal from the target control signal and the phase shift that the control signal and the actuator generate. As a result, the vibration generated by the actuator can be matched with the desired phase, and the vibration damping effect can be reliably exhibited.

能動型制振装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an active vibration damping device. 制振制御時における第一実施形態の制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of 1st embodiment at the time of damping control. 設定時における制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus at the time of setting. 係数β、γの設定処理において各信号の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of each signal in the setting process of coefficient (beta) and (gamma). 制振制御時における第二実施形態の制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of 2nd embodiment at the time of damping control. 制振制御時における第三実施形態の制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of 3rd embodiment at the time of damping control. 制振制御時における第四実施形態の制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of 4th embodiment at the time of damping control. 制振制御時における第五実施形態の制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of 5th embodiment at the time of damping control. 制振対象の振動波形を示す。The vibration waveform of the damping target is shown.

<第一実施形態>
(1−1.能動型制振装置1の構成)
能動型制振装置1の構成について、図1を参照して説明する。能動型制振装置1による制振対象2は、例えば、棒材、板材、その他の種々の部材である。本実施形態においては、図1に示すように、制振対象2は、棒材を例にあげる。制振対象2としての棒材は、両端が単純支持されており、撓み変形する。
<First embodiment>
(1-1. Configuration of active vibration damping device 1)
The configuration of the active vibration damping device 1 will be described with reference to FIG. The object 2 to be damped by the active vibration damping device 1 is, for example, a bar, a plate, or other various members. In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the damping target 2 is a bar material as an example. Both ends of the bar material as the vibration damping target 2 are simply supported, and are flexibly deformed.

能動型制振装置1は、アクチュエータ10、制御用センサ20、設定用センサ30、制御装置40、増幅回路50(Ampとも称する)を備える。アクチュエータ10は、制振対象2に取り付けられ、制振対象2に対して振動を付与する。アクチュエータ10は、振動を発生する構成であれば、種々の構成を適用できる。 The active vibration damping device 1 includes an actuator 10, a control sensor 20, a setting sensor 30, a control device 40, and an amplification circuit 50 (also referred to as Amp). The actuator 10 is attached to the damping target 2 and applies vibration to the damping target 2. Various configurations can be applied to the actuator 10 as long as it is a configuration that generates vibration.

本実施形態においては、アクチュエータ10は、バネ要素11、マス12、及び、駆動装置13を備える。バネ要素11は、金属バネ、エラストマーなど種々の材料を適用できる。マス12は、バネ要素11に取り付けられ、制振対象2に対して振動する。そして、マス12の振動とバネ要素11の弾性変形によって、制振対象2に振動が付与される。駆動装置13は、マス12を能動的に振動させる。駆動装置13は、例えば、ソレノイドやボイスコイルなどを適用できる。 In the present embodiment, the actuator 10 includes a spring element 11, a mass 12, and a drive device 13. Various materials such as a metal spring and an elastomer can be applied to the spring element 11. The mass 12 is attached to the spring element 11 and vibrates with respect to the vibration suppression target 2. Then, the vibration of the mass 12 and the elastic deformation of the spring element 11 impart vibration to the vibration suppression target 2. The drive device 13 actively vibrates the mass 12. As the drive device 13, for example, a solenoid or a voice coil can be applied.

制御用センサ20は、アクチュエータ10による制振制御を行う際に、制振対象2の振動を検出する。つまり、制御用センサ20により検出される振動は、アクチュエータ10の制御に用いられる。制御用センサ20は、制振対象2の振動加速度、振動速度、及び、振動変位の何れかを検出するセンサである。本実施形態においては、制御用センサ20は、制振対象2の振動加速度を検出するセンサを用いる。 The control sensor 20 detects the vibration of the vibration suppression target 2 when performing the vibration suppression control by the actuator 10. That is, the vibration detected by the control sensor 20 is used to control the actuator 10. The control sensor 20 is a sensor that detects any one of the vibration acceleration, the vibration speed, and the vibration displacement of the vibration suppression target 2. In the present embodiment, the control sensor 20 uses a sensor that detects the vibration acceleration of the vibration suppression target 2.

設定用センサ30は、制御装置40の設定処理に用いるセンサである。つまり、設定用センサ30は、制振制御に用いるセンサではない。設定用センサ30は、アクチュエータ10による加振力に相関する状態信号を検出する。加振力に相関する状態信号は、マス12の加速度、速度及び変位の何れか、又は、アクチュエータ10による加振力そのものである。つまり、設定用センサ30は、加速度センサ、速度センサ、変位センサ、荷重センサなどを適宜適用できる。 The setting sensor 30 is a sensor used for setting processing of the control device 40. That is, the setting sensor 30 is not a sensor used for damping control. The setting sensor 30 detects a state signal that correlates with the exciting force of the actuator 10. The state signal correlated with the exciting force is any one of the acceleration, velocity and displacement of the mass 12, or the exciting force itself by the actuator 10. That is, as the setting sensor 30, an acceleration sensor, a speed sensor, a displacement sensor, a load sensor, or the like can be appropriately applied.

制御装置40は、アクチュエータ10に周期的な制御信号を出力する。制御装置40は、制振対象2の制振制御を行う際には、制御用センサ20の検出値を入力することにより、制御信号を生成する。一方、制御装置40は、制御装置40自身の設定の際には、設定用センサ30の検出値を入力する。なお、制御装置40による制御信号の生成処理、制御装置40自身の設定処理については、後述する。増幅回路50は、制御装置40により出力された制御信号を増幅して、アクチュエータ10の駆動装置13に駆動電力を供給する。 The control device 40 outputs a periodic control signal to the actuator 10. The control device 40 generates a control signal by inputting the detection value of the control sensor 20 when performing the damping control of the damping target 2. On the other hand, the control device 40 inputs the detection value of the setting sensor 30 when setting the control device 40 itself. The control signal generation process by the control device 40 and the setting process of the control device 40 itself will be described later. The amplifier circuit 50 amplifies the control signal output from the control device 40 and supplies drive power to the drive device 13 of the actuator 10.

(1−2.制振制御時における制御装置40の構成)
制振制御時における制御装置40の構成について、図2を参照して説明する。制御装置40は、目標生成部41、調整信号生成部42及び制御信号生成部43を備える。
(1-2. Configuration of control device 40 during vibration suppression control)
The configuration of the control device 40 at the time of damping control will be described with reference to FIG. The control device 40 includes a target generation unit 41, an adjustment signal generation unit 42, and a control signal generation unit 43.

目標生成部41は、アクチュエータ10による加振力に相当する目標制御信号Yを生成する。ここで、目標制御信号Yは、周期的な信号であって、マス12の加速度の目標値である。目標生成部41は、制御用センサ20により検出された制振対象2の振動信号を入力する入力部41aと、入力した振動信号を積分して目標制御信号Yを生成する積分器41bとを備える。そして、制御用センサ20は、加速度センサであるため、制振対象2の振動加速度を検出する。つまり、本実施形態においては、目標制御信号Yは、制振対象2の振動加速度信号の1回積分値に相当する信号、すなわち、制振対象2の振動速度に相当する。 The target generator 41 generates a target control signal Y 1 corresponding to the vibration force of the actuator 10. Here, the target control signal Y 1 is a periodic signal and is a target value of the acceleration of the mass 12. The target generation unit 41 includes an input unit 41a that inputs the vibration signal of the vibration suppression target 2 detected by the control sensor 20 and an integrator 41b that integrates the input vibration signal and generates a target control signal Y 1. Prepare Since the control sensor 20 is an acceleration sensor, it detects the vibration acceleration of the vibration suppression target 2. That is, in the present embodiment, the target control signal Y 1 corresponds to a signal corresponding to a single integrated value of the vibration acceleration signal of the vibration suppression target 2, that is, the vibration speed of the vibration suppression target 2.

調整信号生成部42は、目標制御信号Yに対して位相調整を行うための位相調整信号Yを生成する。本実施形態においては、調整信号生成部42は、目標制御信号Yを積分して位相調整信号Yを生成する積分器42aを備える。つまり、位相調整信号Yは、マス12の速度成分に相当する。そして、位相調整信号Yは、目標制御信号Yを積分した信号であるため、目標制御信号Yに対して90°の位相ずれの信号となる。 Adjusting signal generating section 42 generates a phase adjustment signal Y a for performing phase adjustment with respect to the target control signal Y 1. In the present embodiment, the adjustment signal generating unit 42 includes an integrator 42a for generating a phase adjustment signal Y a by integrating the target control signal Y 1. That is, the phase adjustment signal Y a corresponds to the velocity component of the mass 12. Then, the phase adjustment signal Y a are the target control signal Y 1 integrated signal and the signal of the phase shift of 90 ° with respect to the target control signal Y 1.

制御信号生成部43は、目標制御信号Y及び位相調整信号Yに対して調整処理を施すことにより制御信号Yを生成する。制御信号生成部43は、係数βの乗算器43a、係数γの乗算器43b、及び、出力部43cを備える。係数βの乗算器43aは、目標制御信号Yに対して係数βを乗算する。係数γの乗算器43bは、位相調整信号Yに対して係数γを乗算する。出力部43cは、係数βの乗算器43aの出力信号と係数γの乗算器43bの出力信号の和を生成し、増幅回路50に出力する。 The control signal generation unit 43 generates a control signal Y 2 by performing an adjustment process on the target control signal Y 1 and the phase adjustment signal Ya. The control signal generation unit 43 includes a multiplier 43a having a coefficient β, a multiplier 43b having a coefficient γ, and an output unit 43c. The coefficient β multiplier 43a multiplies the target control signal Y 1 by the coefficient β. The coefficient γ multiplier 43b multiplies the phase adjustment signal Y a by the coefficient γ. The output unit 43c generates the sum of the output signal of the multiplier 43a having the coefficient β and the output signal of the multiplier 43b having the coefficient γ, and outputs the sum to the amplifier circuit 50.

つまり、制御信号Yは、式(1)により表される。制御信号生成部43による調整処理とは、目標制御信号Yに係数βを乗算し、位相調整信号Yに係数γを乗算すると共に、これらを加算する処理である。つまり、調整処理は、目標制御信号Yと位相調整信号Yの割合を調整して、これらを加算する処理となる。言い換えると、調整処理は、目標制御信号Yの位相を変化させる処理に相当する。位相調整信号Yの割合を大きくするほど、目標制御信号Yの位相の変化量が大きくなる。 That is, the control signal Y 2 is represented by the equation (1). The adjustment process by the control signal generation unit 43 is a process of multiplying the target control signal Y 1 by the coefficient β and the phase adjustment signal Y a by the coefficient γ, and adding them. In other words, the adjustment process, by adjusting the proportion of the target control signal Y 1 and the phase adjustment signal Y a, a process of adding them. In other words, the adjustment process corresponds to the process of changing the phase of the target control signal Y 1 . The larger the ratio of the phase adjustment signal Y a, the larger the amount of change in the phase of the target control signal Y 1 .

Figure 0006706122
Figure 0006706122

(1−3.設定時における制御装置40の機能)
次に、設定時における制御装置40の構成について、図3及び図4を参照して説明する。制御装置40は、制御信号生成部43における係数β及び係数γの設定処理を行う。制御装置40は、第一制御信号生成部44、第一状態信号取得部45、相違分演算部46、基準目標信号生成部47、処理決定部48、制御信号生成部43(図2にも示す)を備える。
(1-3. Function of control device 40 at the time of setting)
Next, the configuration of the control device 40 at the time of setting will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The control device 40 performs the setting process of the coefficient β and the coefficient γ in the control signal generation unit 43. The control device 40 includes a first control signal generation unit 44, a first state signal acquisition unit 45, a difference calculation unit 46, a reference target signal generation unit 47, a process determination unit 48, a control signal generation unit 43 (also shown in FIG. 2). ) Is provided.

第一制御信号生成部44は、任意に設定された第一制御信号Yを生成する。第一制御信号Yは、式(2)により表される。第一制御信号Yは、例えば、正弦波で、位相成分を有しない信号とする。そして、第一制御信号生成部44は、第一制御信号Yを、増幅回路50を介してアクチュエータ10に出力する。 First control signal generating unit 44 generates a first control signal Y 3, which is arbitrarily set. The first control signal Y 3 is represented by Expression (2). The first control signal Y 3 is, for example, a sine wave signal having no phase component. Then, the first control signal generation unit 44 outputs the first control signal Y 3 to the actuator 10 via the amplification circuit 50.

Figure 0006706122
Figure 0006706122

ここで、第一制御信号Y3が出力されたアクチュエータ10は、加振する。そうすると、設定用センサ30が、アクチュエータ10による加振力に相関する第一状態信号Y、すなわちマス12の加速度としての第一状態信号Yを検出する。そうすると、第一状態信号取得部45は、第一制御信号Yがアクチュエータ10に出力された場合において、設定用センサ30により検出された第一状態信号Yを取得する。第一状態信号Yは、式(3)により表される。 Here, the actuator 10 to which the first control signal Y3 is output vibrates. Then, the setting sensor 30 detects the first state signal Y 4 correlated with the exciting force of the actuator 10, that is, the first state signal Y 4 as the acceleration of the mass 12. Then, the first state signal acquisition unit 45 acquires the first state signal Y 4 detected by the setting sensor 30 when the first control signal Y 3 is output to the actuator 10. The first state signal Y 4 is represented by equation (3).

Figure 0006706122
Figure 0006706122

相違分演算部46は、第一制御信号Yと第一状態信号Yとについての振幅及び位相の相違分を演算する。つまり、図4の上段に示すように、第一状態信号Yは、第一制御信号Yに対して、振幅が(Q/P)倍となり、位相が(+φ)だけずれている。 The difference calculation unit 46 calculates the difference in amplitude and phase between the first control signal Y 3 and the first state signal Y 4 . That is, as shown in the upper part of FIG. 4, the amplitude of the first state signal Y 4 is (Q/P) times that of the first control signal Y 3 , and the phase thereof is deviated by (+φ).

基準目標信号生成部47は、任意の基準目標制御信号Yを生成する。基準目標制御信号Yは、図2に示す目標生成部41により生成される目標制御信号Yに相当する。ここで、基準目標制御信号Yは、式(4)により表される。 Reference target signal generating unit 47 generates an arbitrary reference target control signal Y 5. The reference target control signal Y 5 corresponds to the target control signal Y 1 generated by the target generator 41 shown in FIG. Here, the reference target control signal Y 5 is represented by the equation (4).

Figure 0006706122
Figure 0006706122

処理決定部48は、相違分演算部46により演算された相違分と、基準目標制御信号Yとに基づいて、制御信号生成部43による調整処理に用いられる係数β及び係数γを決定する。 The process determination unit 48 determines the coefficient β and the coefficient γ used for the adjustment process by the control signal generation unit 43, based on the difference calculated by the difference calculation unit 46 and the reference target control signal Y 5 .

ここで、処理決定部48による係数β及び係数γの決定方法について、詳細に説明する。図4に示すように、基準目標制御信号Yに基づいて生成された制御信号Yは、式(5)のように表される。式(5)の第一式は、上述した式(1)と同様である。式(5)の第一式を展開すると、制御信号Yは、第二式のように表される。 Here, a method of determining the coefficient β and the coefficient γ by the process determining unit 48 will be described in detail. As shown in FIG. 4, the control signal Y 6 generated based on the reference target control signal Y 5 is expressed by the equation (5). The first expression of the expression (5) is the same as the above-mentioned expression (1). When the first expression of the expression (5) is expanded, the control signal Y 6 is expressed as the second expression.

Figure 0006706122
Figure 0006706122

次に、アクチュエータ10の加振力、すなわちマス12の加速度が、基準目標制御信号Yに一致することが理想状態である。そこで、両者が一致するような、調整処理に用いられる係数β及び係数γを決定する。そこで、図4の下欄に示すように、基準目標制御信号Yに基づいて生成された制御信号Yをアクチュエータ10に出力した場合において、設定用センサ30により検出される状態信号Yが、基準目標制御信号Yに一致するものとする。つまり、状態信号Yは、式(6)のように表される。式(6)の右辺が、式(4)の右辺と一致する。 Next, it is an ideal state that the exciting force of the actuator 10, that is, the acceleration of the mass 12 matches the reference target control signal Y 5 . Therefore, the coefficient β and the coefficient γ used for the adjustment processing are determined so that they match. Therefore, as shown in the lower column of FIG. 4, when the control signal Y 6 generated based on the reference target control signal Y 5 is output to the actuator 10, the state signal Y 7 detected by the setting sensor 30 is , And the reference target control signal Y 5 . That is, the state signal Y 7 is represented by the equation (6). The right side of Expression (6) matches the right side of Expression (4).

Figure 0006706122
Figure 0006706122

ここで、第一制御信号Yと第一状態信号Yとの相違分は、上述したように予め把握できている。つまり、図4の上段に示すように、第一状態信号Yは、第一制御信号Yに対して、振幅が(Q/P)倍となり、位相が(+φ)だけずれている。そして、制御信号Yと、状態信号Yとの関係も同様となるものとする。そうすると、制御信号Yは、状態信号Yに対して、振幅が(P/Q)倍となり、位相が(−φ)だけずれている。従って、制御信号Yは、式(7)の第一式のように表される。式(7)の第一式を展開すると、第二式のように表される。 Here, the difference between the first control signal Y 3 and the first state signal Y 4 can be grasped in advance as described above. That is, as shown in the upper part of FIG. 4, the amplitude of the first state signal Y 4 is (Q/P) times that of the first control signal Y 3 , and the phase thereof is deviated by (+φ). The relationship between the control signal Y 6 and the state signal Y 7 is the same. Then, the control signal Y 6 has an amplitude (P/Q) times and a phase shift of (−φ) with respect to the state signal Y 7 . Therefore, the control signal Y 6 is expressed as the first expression of the expression (7). When the first expression of Expression (7) is expanded, it is expressed as the second expression.

Figure 0006706122
Figure 0006706122

式(5)の第二式と式(7)の第二式とを比較すると、第一項は共にsin(ωt+θ)を有しており、第二項は共にcos(ωt+θ)を有している。そこで、式(5)の第二式と式(7)の第二式において、第一項同士の関係と、第二項同士の関係とから、式(8)の関係を導き出すことができる。 Comparing the second equation of equation (5) with the second equation of equation (7), the first terms both have sin(ωt+θ), and the second terms both have cos(ωt+θ). There is. Therefore, in the second expression of the expression (5) and the second expression of the expression (7), the relationship of the expression (8) can be derived from the relationship between the first terms and the relationship between the second terms.

Figure 0006706122
Figure 0006706122

このようにして、処理決定部48は、係数β及び係数γを決定することができる。決定された係数β及び係数γは、制御信号生成部43にて設定される。ここで、係数β、γは、上記導出方法より、制御装置40の設定処理において、基準目標制御信号Yと状態信号Yとが一致する関係となるような係数である。つまり、制御装置40による制振制御において、目標制御信号Yとマス12の加速度が一致するような制御信号Yが生成されることになる。従って、係数β、γを用いて調整された制御信号Yによって駆動されたアクチュエータ10は、所望の位相と一致するような加振力を発生することができる。 In this way, the process determining unit 48 can determine the coefficient β and the coefficient γ. The determined coefficient β and coefficient γ are set by the control signal generation unit 43. Here, the coefficients β and γ are coefficients that cause the reference target control signal Y 5 and the state signal Y 7 to be in the same relationship in the setting process of the control device 40 by the above derivation method. That is, in the vibration damping control by the control device 40, the control signal Y 2 is generated so that the target control signal Y 1 and the acceleration of the mass 12 match. Therefore, the actuator 10 driven by the control signal Y 2 adjusted using the coefficients β and γ can generate an exciting force that matches the desired phase.

<2.第二実施形態>
制振制御時における第二実施形態の制御装置140の構成について、図5を参照して説明する。制御装置140は、調整信号生成部144、目標生成部141、制御信号生成部143を備える。なお、第一実施形態と同一構成については、同一符号を付す。
<2. Second embodiment>
The configuration of the control device 140 of the second embodiment at the time of damping control will be described with reference to FIG. The control device 140 includes an adjustment signal generation unit 144, a target generation unit 141, and a control signal generation unit 143. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals.

調整信号生成部144は、制御用センサ20により検出された制振対象2の振動信号を入力する入力部144aを備える。調整信号生成部144は、入力した信号そのものを位相調整信号Yとする。位相調整信号Yは、目標制御信号Yに対する微分値に相当する。つまり、位相調整信号Yは、マス12の加加速度成分に相当する。目標生成部141は、入力部144aに入力した振動信号(位相調整信号Y)を積分して目標制御信号Yを生成する積分器141aを備える。 The adjustment signal generation unit 144 includes an input unit 144a that inputs the vibration signal of the vibration suppression target 2 detected by the control sensor 20. The adjustment signal generator 144 uses the input signal itself as the phase adjustment signal Y b . Phase adjustment signal Y b corresponds to the differential value for the target control signal Y 1. That is, the phase adjustment signal Y b corresponds to the jerk component of the mass 12. Target generator 141 includes an integrator 141a integral to the vibration signal input to the input portion 144a (phase adjustment signal Y b) generating a target control signal Y 1.

制御信号生成部143は、目標制御信号Y及び位相調整信号Yに対して調整処理を施すことにより制御信号Y12を生成する。制御信号生成部143は、係数βの乗算器43a、係数αの乗算器143d及び出力部143cを備える。係数βの乗算器43aは、目標制御信号Yに対して係数βを乗算する。係数αの乗算器143dは、位相調整信号Yに対して係数αを乗算する。出力部143cは、係数βの乗算器43aの出力信号と係数αの乗算器143bの出力信号の和を生成し、増幅回路50に出力する。 The control signal generation unit 143 generates a control signal Y 12 by performing an adjustment process on the target control signal Y 1 and the phase adjustment signal Y b . The control signal generation unit 143 includes a multiplier 43a having a coefficient β, a multiplier 143d having a coefficient α, and an output unit 143c. The coefficient β multiplier 43a multiplies the target control signal Y 1 by the coefficient β. The coefficient α multiplier 143d multiplies the phase adjustment signal Y b by the coefficient α. The output unit 143c generates the sum of the output signal of the multiplier 43a having the coefficient β and the output signal of the multiplier 143b having the coefficient α, and outputs the sum to the amplifier circuit 50.

制御信号Y12は、式(9)により表される。この場合、第一実施形態の制御装置40による係数β及び係数γの設定処理と同様の考え方により、係数β及び係数αは、式(10)に示すように決定される。 The control signal Y 12 is represented by Expression (9). In this case, the coefficient β and the coefficient α are determined as shown in Expression (10) according to the same concept as the setting processing of the coefficient β and the coefficient γ by the control device 40 of the first embodiment.

Figure 0006706122
Figure 0006706122

Figure 0006706122
Figure 0006706122

<3.第三実施形態>
制振制御時における第三実施形態の制御装置240の構成について、図6を参照して説明する。制御装置240は、第一調整信号生成部144、目標生成部141、第二調整信号生成部42、制御信号生成部243を備える。なお、第一、第二実施形態と同一構成については、同一符号を付す。
<3. Third embodiment>
The configuration of the control device 240 of the third embodiment at the time of damping control will be described with reference to FIG. The control device 240 includes a first adjustment signal generation unit 144, a target generation unit 141, a second adjustment signal generation unit 42, and a control signal generation unit 243. The same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals.

目標生成部141が、目標制御信号Yを生成し、第一調整信号生成部144が、第一位相調整信号Yを生成し、第二調整信号生成部42が、第二位相調整信号Yを生成する。制御信号生成部243は、目標制御信号Y、第一位相調整信号Y及び第二位相調整信号Yに対して構成処理を施すことにより制御信号Y22を生成する。 The target generation unit 141 generates the target control signal Y 1 , the first adjustment signal generation unit 144 generates the first phase adjustment signal Y b , and the second adjustment signal generation unit 42 causes the second phase adjustment signal Y 1. a is generated. The control signal generation unit 243 generates a control signal Y 22 by performing a configuration process on the target control signal Y 1 , the first phase adjustment signal Y b, and the second phase adjustment signal Y a .

制御信号生成部243は、係数βの乗算器43a、係数αの乗算器143d、係数γの乗算器43b及び出力部243cを備える。係数βの乗算器43aは、目標制御信号Yに対して係数βを乗算する。係数αの乗算器143dは、第一位相調整信号Yに対して係数αを乗算する。係数γの乗算器43bは、第二位相調整信号Yに対して係数γを乗算する。出力部143cは、係数βの乗算器43aの出力信号、係数αの乗算器143bの出力信号及び係数γの乗算器43bの出力信号の和を生成し、増幅回路50に出力する。 The control signal generation unit 243 includes a coefficient β multiplier 43a, a coefficient α multiplier 143d, a coefficient γ multiplier 43b, and an output unit 243c. The coefficient β multiplier 43a multiplies the target control signal Y 1 by the coefficient β. The coefficient α multiplier 143d multiplies the first phase adjustment signal Y b by the coefficient α. The coefficient γ multiplier 43b multiplies the second phase adjustment signal Y a by the coefficient γ. The output unit 143c generates the sum of the output signal of the multiplier 43a having the coefficient β, the output signal of the multiplier 143b having the coefficient α, and the output signal of the multiplier 43b having the coefficient γ, and outputs the sum to the amplifier circuit 50.

このとき、制御信号Y22は、式(11)により表される。この場合、第一実施形態の制御装置40による係数β及び係数γの設定処理と同様の考え方により、係数β、係数α及び係数γを導き出すことができる。ただし、係数αと係数γの条件を予め設定しておく必要がある。条件とは、例えば、係数αと係数γを同値とするなどである。 At this time, the control signal Y 22 is represented by Expression (11). In this case, the coefficient β, the coefficient α, and the coefficient γ can be derived by the same idea as the setting process of the coefficient β and the coefficient γ by the control device 40 of the first embodiment. However, it is necessary to preset the conditions of the coefficient α and the coefficient γ. The condition is, for example, that the coefficient α and the coefficient γ have the same value.

Figure 0006706122
Figure 0006706122

<4.第四実施形態>
制振制御時における第四実施形態の制御装置340の構成について、図7を参照して説明する。本実施形態においては、能動型制振装置1は、第一制御用センサ120と、第二制御用センサ220とを備える。ここで、第一制御用センサ120は、制振対象2の振動速度を検出する。第二制御用センサ220は、制振対象2の振動加速度を検出する。
<4. Fourth embodiment>
The configuration of the control device 340 of the fourth embodiment during vibration suppression control will be described with reference to FIG. 7. In the present embodiment, the active vibration damping device 1 includes a first control sensor 120 and a second control sensor 220. Here, the first control sensor 120 detects the vibration speed of the vibration suppression target 2. The second control sensor 220 detects the vibration acceleration of the vibration suppression target 2.

制御装置340は、目標生成部341、第五調整信号生成部342、及び、制御信号生成部143を備える。なお、上記実施形態と実質的に同一構成については、同一符号を付す。目標生成部341は、第一制御用センサ120により検出された制振対象2の振動加速度を入力して、目標制御信号Yを生成する入力部341aを備える。第五調整信号生成部342は、第二制御用センサ220により検出された制振対象2の振動速度を入力して、第五位相調整信号Yを生成する入力部342aを備える。 The control device 340 includes a target generation unit 341, a fifth adjustment signal generation unit 342, and a control signal generation unit 143. In addition, the same reference numerals are given to the substantially same configurations as those of the above-described embodiment. The target generation unit 341 includes an input unit 341a that inputs the vibration acceleration of the vibration suppression target 2 detected by the first control sensor 120 and generates the target control signal Y 1 . Fifth adjustment signal generating unit 342 includes enter the vibration velocity of the detected damped 2 by the second control sensors 220, an input unit 342a for generating a fifth phase adjustment signal Y b.

制御信号生成部143は、目標制御信号Y及び第五位相調整信号Yに対して調整処理を施すことにより制御信号Y12を生成する。制御信号生成部143は、係数βの乗算器43a、係数αの乗算器143b、及び、出力部143cを備える。係数βの乗算器43aは、目標制御信号Yに対して係数βを乗算する。係数αの乗算器143bは、第五位相調整信号Yに対して係数αを乗算する。出力部143cは、係数βの乗算器43aの出力信号と係数αの乗算器143dの出力信号の和を生成し、増幅回路50に出力する。 The control signal generation unit 143 generates a control signal Y 12 by performing an adjustment process on the target control signal Y 1 and the fifth phase adjustment signal Y b . The control signal generation unit 143 includes a multiplier 43a having a coefficient β, a multiplier 143b having a coefficient α, and an output unit 143c. The coefficient β multiplier 43a multiplies the target control signal Y 1 by the coefficient β. The coefficient α multiplier 143b multiplies the fifth phase adjustment signal Y b by the coefficient α. The output unit 143c generates the sum of the output signal of the multiplier 43a having the coefficient β and the output signal of the multiplier 143d having the coefficient α, and outputs the sum to the amplifier circuit 50.

<5.第五実施形態>
第五実施形態の制御装置440の構成について、図8−図9を参照して説明する。本実施形態の制御装置440は、第二実施形態の制御装置240に対して、さらに切替部445を備える。
<5. Fifth Embodiment>
The configuration of the control device 440 of the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 8 to 9. The control device 440 of the present embodiment further includes a switching unit 445 in addition to the control device 240 of the second embodiment.

ここで、制御信号生成部243は、係数βの乗算器43a、係数γの乗算器43b、係数αの乗算器143d及び出力部243cを備える。ただし、各乗算器43a,43b,143dが記憶する係数β、γ、αは、切替部445によって変更可能である。具体的には、切替部445は、制御用センサ20により検出される制振対象2の振動を取得して、振動が増幅時(図9のT1)であるか、振動が増幅以外(図9のT2)であるかを判定する。なお、振動が増幅以外とは、振動が減衰時、及び、振動が定常時を含む。 Here, the control signal generation unit 243 includes a coefficient β multiplier 43a, a coefficient γ multiplier 43b, a coefficient α multiplier 143d, and an output unit 243c. However, the coefficients β, γ, and α stored in each of the multipliers 43a, 43b, and 143d can be changed by the switching unit 445. Specifically, the switching unit 445 acquires the vibration of the vibration damping target 2 detected by the control sensor 20, and the vibration is during amplification (T1 in FIG. 9 ), or the vibration is other than amplification (FIG. 9 ). T2) of the above is determined. It should be noted that the term “vibration other than amplification” includes when the vibration is damped and when the vibration is steady.

振動が増幅時(図9のT1)の場合には、切替部445は、制御信号生成部243が積分処理の回数を少なくする調整処理を施すように、係数β、γ、αを切り替える。例えば、切替部445は、係数γをゼロとする。その結果、制御信号Y22は、係数γの乗算器43bの処理の影響を全く受けない。つまり、この場合の制御信号生成部243は、第二実施形態の制御信号生成部143と同様の動作を行うことになる。 When the vibration is amplified (T1 in FIG. 9), the switching unit 445 switches the coefficients β, γ, and α so that the control signal generation unit 243 performs the adjustment process that reduces the number of integration processes. For example, the switching unit 445 sets the coefficient γ to zero. As a result, the control signal Y 22 is not affected by the processing of the multiplier 43b of the coefficient γ at all. That is, the control signal generation unit 243 in this case performs the same operation as the control signal generation unit 143 of the second embodiment.

一方、振動が増幅以外(図9のT2)の場合には、切替部445は、制御信号生成部243が積分処理の回数を多くする調整処理を施すように、係数β、γ、αを切り替える。例えば、切替部445は、係数αをゼロとする。その結果、制御信号Y22は、係数αの乗算器143dの処理の影響を全く受けない。つまり、この場合の制御信号生成部243は、第一実施形態の制御信号生成部43と同様の動作を行うことになる。これにより、振動が増幅時には、応答性の良好な処理を行うことができると共に、振動が増幅以外の時には、安定性の良好な処理を行うことができる。 On the other hand, when the vibration is other than amplification (T2 in FIG. 9), the switching unit 445 switches the coefficients β, γ, and α so that the control signal generation unit 243 performs the adjustment process that increases the number of integration processes. .. For example, the switching unit 445 sets the coefficient α to zero. As a result, the control signal Y 22 is completely unaffected by the processing of the multiplier 143d of the coefficient α. That is, the control signal generation unit 243 in this case performs the same operation as the control signal generation unit 43 of the first embodiment. Thus, when vibration is amplified, processing with good responsiveness can be performed, and when vibration is other than amplification, processing with good stability can be performed.

また、上記の他に、切替部445は、制振対象2の加速度に相当する第一位相調整信号Yの重み係数に相当する係数αのみを変更することもできる。具体的には、切替部445は、振動が増幅時(図9のT1)の場合に、係数αを大きくする。一方、切替部445は、振動が増幅以外(図9のT2)の場合に、係数αを小さくする。この場合にも上記と同様の効果を奏する。 In addition to the above, the switching unit 445 may change only the coefficient α corresponding to the weighting coefficient of the first phase adjustment signal Y b corresponding to the acceleration of the vibration damping target 2. Specifically, the switching unit 445 increases the coefficient α when the vibration is amplified (T1 in FIG. 9). On the other hand, the switching unit 445 reduces the coefficient α when the vibration is other than amplification (T2 in FIG. 9). Also in this case, the same effect as described above is obtained.

<6.実施形態の効果>
第一実施形態−第五実施形態の能動型制振装置1は、制振対象2に対して振動を付与するアクチュエータ10と、アクチュエータ10に周期的な制御信号を出力する制御装置40,140,240,340,440と、アクチュエータ10による加振力に相関する状態信号を検出する設定用センサ30とを備える。
<6. Effect of Embodiment>
The active vibration damping device 1 according to the first to fifth embodiments includes an actuator 10 that applies vibration to the vibration damping target 2, and control devices 40 and 140 that output periodic control signals to the actuator 10. 240, 340, 440 and a setting sensor 30 for detecting a state signal correlated with the vibration force of the actuator 10.

制御装置40,140,240,340,440は、加振力に相当する目標制御信号Yを生成する目標生成部41,141,341と、目標制御信号Yの積分値又は微分値に相当する位相調整信号Y,Yを生成する調整信号生成部42,144,342と、目標制御信号Y及び位相調整信号Y,Yに対して所定の調整処理を施すことにより制御信号Y,Y12,Y22を生成する制御信号生成部43,143,243とを備える。 The control devices 40, 140, 240, 340, 440 correspond to the target generators 41, 141, 341 that generate the target control signal Y 1 corresponding to the excitation force, and the integrated value or the differential value of the target control signal Y 1. Control signal generators 42, 144 and 342 for generating the phase adjustment signals Y a and Y b , and a control signal by performing a predetermined adjustment process on the target control signal Y 1 and the phase adjustment signals Y a and Y b . The control signal generation units 43, 143, and 243 that generate Y 2 , Y 12 , and Y 22 are included.

さらに、制御装置40,140,240,340,440は、アクチュエータ10に第一制御信号Yを出力した場合において設定用センサ30により検出された第一状態信号Yを取得する第一状態信号取得部45と、第一制御信号Yと第一状態信号Yとについての振幅及び位相の相違分を演算する相違分演算部46と、相違分に基づいて所定の調整処理を決定する処理決定部48とを備える。 Further, the control devices 40, 140, 240, 340, 440 obtain the first state signal Y 4 detected by the setting sensor 30 when the first control signal Y 3 is output to the actuator 10. An acquisition unit 45, a difference calculation unit 46 that calculates a difference in amplitude and phase between the first control signal Y 3 and the first state signal Y 4, and a process that determines a predetermined adjustment process based on the difference. And a determining unit 48.

制御装置40,140,240,340,440の制御信号生成部43,143,243は、目標制御信号Y及び位相調整信号Y,Yを用いた上で、目標制御信号Y及び位相調整信号Y,Yに対して所定の調整処理を施すことによって制御信号Y,Y12,Y22を生成している。従って、制御装置40,140,240,340,440は、位相調整機能を有するため、生成された制御信号Y,Y12,Y22を所望の位相と一致させることができる。そして、位相調整信号Y,Yは、目標制御信号Yの積分値又は微分値に相当する。従って、位相調整信号Y,Yの生成は、容易である。 The control signal generators 43, 143, 243 of the control devices 40, 140, 240, 340, 440 use the target control signal Y 1 and the phase adjustment signals Y a , Y b , and then the target control signal Y 1 and the phase. The control signals Y 2 , Y 12 , and Y 22 are generated by performing a predetermined adjustment process on the adjustment signals Y a and Y b . Therefore, the control devices 40, 140, 240, 340, and 440 have the phase adjusting function, so that the generated control signals Y 2 , Y 12 , and Y 22 can be matched with a desired phase. Then, the phase adjustment signals Y a and Y b correspond to the integral value or the differential value of the target control signal Y 1 . Therefore, the generation of the phase adjustment signals Y a and Y b is easy.

さらに、制御装置40,140,240,340,440は、第一状態信号取得部45、相違分演算部46、及び、処理決定部48を備える。これらの構成によって、制御信号生成部43,143,243が実行する所定の調整処理を容易に決定できる。特に、処理決定部48は、位相調整信号Y,Yが目標制御信号Yの積分値又は微分値に相当する信号であることから、所定の調整処理を容易に且つ確実に決定できる。そして、決定された所定の調整処理は、制御装置40,140,240,340,440が目標制御信号Yから制御信号Y,Y12,Y22を生成する際に生じる位相ずれ、及び、制御信号Y,Y12,Y22とアクチュエータ10が発生する位相ずれを考慮した処理となる。その結果、アクチュエータ10が発生する振動が所望の位相と一致させることができ、確実に制振効果を発揮できる。 Further, the control devices 40, 140, 240, 340, 440 include a first state signal acquisition unit 45, a difference calculation unit 46, and a process determination unit 48. With these configurations, the predetermined adjustment processing executed by the control signal generation units 43, 143, 243 can be easily determined. In particular, since the phase adjustment signals Y a and Y b are signals corresponding to the integrated value or the differential value of the target control signal Y 1 , the processing determination unit 48 can easily and reliably determine the predetermined adjustment processing. Then, the determined predetermined adjustment process includes a phase shift generated when the control device 40, 140, 240, 340, 440 generates the control signals Y 2 , Y 12 , Y 22 from the target control signal Y 1 , and The processing takes into account the control signals Y 2 , Y 12 , Y 22 and the phase shift generated by the actuator 10. As a result, the vibration generated by the actuator 10 can be matched with the desired phase, and the vibration damping effect can be reliably exhibited.

また、処理決定部48は、基準目標制御信号Yに基づいて制御信号Yが生成され、且つ、生成された制御信号Yがアクチュエータ10に出力された場合に、設定用センサ30により検出される状態信号Yと基準目標制御信号Yとが一致するような所定の調整処理を決定する。 Further, the process determining unit 48 detects the control signal Y 6 based on the reference target control signal Y 5 and detects the setting sensor 30 when the generated control signal Y 6 is output to the actuator 10. The predetermined adjustment process is determined so that the state signal Y 7 and the reference target control signal Y 5 are matched.

これにより、制御装置40による制振制御において、目標制御信号Yとマス12の加速度が一致するような制御信号Yが生成されることになる。従って、係数β、γを用いて調整された制御信号Yによって駆動されたアクチュエータ10は、所望の位相と一致するような加振力を発生することができる。 As a result, in the vibration damping control by the control device 40, the control signal Y 2 is generated so that the target control signal Y 1 and the acceleration of the mass 12 match. Therefore, the actuator 10 driven by the control signal Y 2 adjusted using the coefficients β and γ can generate an exciting force that matches the desired phase.

また、第三実施形態、第四実施形態及び第五実施形態の制御装置240,340,440においては、調整信号生成部42,144は、目標制御信号Yに対して積分又は微分の処理を施すことにより、複数の位相調整信号Y,Yを生成し、制御信号生成部243は、目標制御信号Y及び複数の位相調整信号Y,Yに対して所定の調整処理を施すことにより制御信号Y22を生成する。このように、複数の位相調整信号Y,Yを用いることで、振動状態に応じて適切な調整処理とすることができる。 Further, in the control devices 240, 340, 440 of the third embodiment, the fourth embodiment, and the fifth embodiment, the adjustment signal generation units 42, 144 perform integration or differentiation processing on the target control signal Y 1 . by applying a plurality of phase adjustment signal Y a, and generates a Y b, the control signal generating unit 243 performs predetermined adjustment processing to the target control signal Y 1 and a plurality of phase adjustment signal Y a, Y b As a result, the control signal Y 22 is generated. As described above, by using the plurality of phase adjustment signals Y a and Y b , it is possible to perform an appropriate adjustment process according to the vibration state.

また、第五実施形態の能動型制振装置1は、制振対象2の振動を検出する制御用センサ20を備える。そして、目標生成部141は、制御用センサ20により検出された振動に基づいて目標制御信号Yを生成する。制御信号生成部243は、振動の状態に応じて異なる所定の調整処理を施すことにより、振動の状態に応じた制御信号Y22を生成する。これにより、制振対象2の振動状態に応じた適切な調整処理を行うことができる。その結果、高い制振効果を得ることができる。 Further, the active vibration damping device 1 of the fifth embodiment includes a control sensor 20 that detects the vibration of the vibration damping target 2. Then, the target generator 141 generates the target control signal Y 1 based on the vibration detected by the control sensor 20. The control signal generation unit 243 generates a control signal Y 22 according to the vibration state by performing different predetermined adjustment processes according to the vibration state. Accordingly, it is possible to perform appropriate adjustment processing according to the vibration state of the vibration suppression target 2. As a result, a high vibration damping effect can be obtained.

より詳細には、制御信号生成部243は、振動が増幅する状態の時には、積分処理の回数を少なくする調整処理を施し、振動が増幅以外の状態の時には、積分処理の回数を多くする調整処理を施すようにした。これにより、振動が増幅時には、応答性の良好な処理を行うことができると共に、振動が増幅以外の時には、安定性の良好な処理を行うことができる。 More specifically, the control signal generation unit 243 performs an adjustment process that reduces the number of integration processes when the vibration is amplified, and an adjustment process that increases the number of integration processes when the vibration is in a state other than amplification. I tried to apply. Thus, when vibration is amplified, processing with good responsiveness can be performed, and when vibration is other than amplification, processing with good stability can be performed.

また、第五実施形態においては、制御用センサ20は、制振対象2の加速度を検出し、目標生成部141は、制振対象2の加速度を積分することで目標制御信号Yを生成し、第一調整信号生成部144は、制御用センサ20により検出された制振対象2の加速度を第一位相調整信号Yとして生成する。制御信号生成部243は、振動が増幅する状態の時には、第一位相調整信号Yの重み係数に相当する係数αを大きくする調整処理を施し、振動が増幅以外の状態の時には、第一位相調整信号Yの重み係数に相当する係数αを小さくする調整処理を施す。この場合にも上記と同様の効果を奏する。 Further, in the fifth embodiment, the control sensor 20 detects the acceleration of the vibration suppression target 2, and the target generation unit 141 generates the target control signal Y 1 by integrating the acceleration of the vibration suppression target 2. the first adjustment signal generating unit 144 generates an acceleration of the vibration control object 2 detected by the control sensor 20 as a first phase adjustment signal Y b. The control signal generation unit 243 performs an adjustment process to increase the coefficient α corresponding to the weighting coefficient of the first phase adjustment signal Y b when the vibration is in the amplification state, and when the vibration is in a state other than the amplification, the first phase adjustment signal is generated. Adjustment processing is performed to reduce the coefficient α corresponding to the weighting coefficient of the adjustment signal Y b . Also in this case, the same effect as described above is obtained.

また、第一実施形態−第五実施形態の能動型制振装置1において、アクチュエータ10
は、制振対象2に取り付けられたバネ要素11と、バネ要素11に取り付けられ制振対象2に対して振動するマス12と、マス12を駆動する駆動装置13とを備える構成とした。そして、設定用センサ30は、状態信号としてマス12の加速度を検出する。これにより、設定用センサ30は、アクチュエータ10による加振力に相関する状態信号を確実に且つ容易に取得できる。その結果、制御信号生成部43,143,243における調整処理を、より適切に決定できる。
In addition, in the active type vibration damping device 1 of the first embodiment to the fifth embodiment, the actuator 10
Is configured to include a spring element 11 attached to the vibration suppression target 2, a mass 12 attached to the spring element 11 and vibrating with respect to the vibration suppression target 2, and a drive device 13 for driving the mass 12. Then, the setting sensor 30 detects the acceleration of the mass 12 as a state signal. As a result, the setting sensor 30 can reliably and easily acquire the state signal that correlates with the exciting force of the actuator 10. As a result, the adjustment processing in the control signal generation units 43, 143, 243 can be determined more appropriately.

1:能動型制振装置、 2:制振対象、 10:アクチュエータ、 11:バネ要素、 12:マス、 13:駆動装置、 20,120,220:制御用センサ、 30:設定用センサ、 40,140,240,340,440:制御装置、 41,141,341:目標生成部、 42,144,342:調整信号生成部、 43,143,243:制御信号生成部、 44:第一制御信号生成部、 45:第一状態信号取得部、 46:相違分演算部、 47:基準目標信号生成部、 48:処理決定部、 50:増幅回路、 445:切替部、 Y:目標制御信号、 Y,Y12,Y22:制御信号、 Y:第一制御信号、 Y:第一状態信号、 Y:基準目標制御信号、 Y:制御信号、 Y:状態信号、 Y,Y:位相調整信号、 α,β,γ:係数 1: Active type vibration damping device, 2: Damping target, 10: Actuator, 11: Spring element, 12: Mass, 13: Drive device, 20, 120, 220: Control sensor, 30: Setting sensor, 40, 140, 240, 340, 440: control device, 41, 141, 341: target generation unit, 42, 144, 342: adjustment signal generation unit, 43, 143, 243: control signal generation unit, 44: first control signal generation parts, 45: first state signal acquiring unit, 46: differences calculation section, 47: reference target signal generating unit, 48: processing determination unit, 50: amplifying circuit, 445: switching unit, Y 1: a target control signal, Y 2, Y 12, Y 22: control signals, Y 3: the first control signal, Y 4: the first state signal, Y 5: reference target control signal, Y 6: control signal, Y 7: state signal, Y a, Y b : Phase adjustment signal, α, β, γ: Coefficient

Claims (6)

制振対象に対して振動を付与するアクチュエータと、
前記アクチュエータに周期的な制御信号を出力する制御装置と、
前記アクチュエータによる加振力に相関する状態信号を検出する設定用センサと、
を備え、
前記制御装置は、
前記加振力に相当する目標制御信号を生成する目標生成部と、
前記目標制御信号の積分値又は微分値に相当する位相調整信号を生成する調整信号生成部と、
前記目標制御信号に対して第一重み係数を用いた調整処理を施した信号と、前記位相調整信号に対して第二重み係数を用いた調整処理を施した信号とに基づいて、前記制御信号を生成する制御信号生成部と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定するために、
前記アクチュエータに係数決定用の第一制御信号を出力した場合において前記設定用センサにより検出された第一状態信号を取得する信号取得部と、
前記第一制御信号と前記第一状態信号とについての振幅及び位相の相違分を演算する相違分演算部と、
前記相違分に基づいて前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定する処理決定部と、
をさらに備え
前記目標制御信号に対応する係数決定用の基準目標制御信号に基づいて前記制御信号に対応する係数決定用制御信号が生成されたと仮定し、且つ、前記係数決定用制御信号が前記アクチュエータに出力されたと仮定した場合に、前記状態信号に対応する係数決定用状態信号と前記基準目標制御信号とが一致することを第一条件とし、
前記係数決定用制御信号と前記係数決定用状態信号とについての振幅及び位相の相違分が前記相違分演算部により演算された前記相違分に一致することを第二条件とし、
前記処理決定部は、前記第一条件及び前記第二条件を満たすような前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定する、能動型制振装置。
An actuator that applies vibration to the vibration suppression target,
A control device for outputting a periodic control signal to the actuator,
A setting sensor that detects a state signal that correlates to the excitation force of the actuator,
Equipped with
The control device is
A target generator that generates a target control signal corresponding to the exciting force,
An adjustment signal generation unit that generates a phase adjustment signal corresponding to an integral value or a differential value of the target control signal,
The control signal is based on a signal obtained by performing adjustment processing using a first weighting coefficient on the target control signal and a signal obtained by performing adjustment processing using a second weighting coefficient on the phase adjustment signal. A control signal generation unit for generating
Equipped with
The control device is
To determine the first weighting factor and the second weighting factor,
A signal acquisition unit that acquires a first state signal detected by the setting sensor when outputting a first control signal for determining a coefficient to the actuator,
A difference calculation unit that calculates a difference in amplitude and phase between the first control signal and the first state signal,
A processing determination unit that determines the first weighting factor and the second weighting factor based on the difference;
Further equipped with ,
It is assumed that a coefficient determination control signal corresponding to the control signal is generated based on a reference target control signal for coefficient determination corresponding to the target control signal, and the coefficient determination control signal is output to the actuator. Assuming that, the first condition is that the coefficient determination state signal corresponding to the state signal and the reference target control signal match,
A second condition is that the difference in amplitude and phase between the coefficient determining control signal and the coefficient determining state signal matches the difference calculated by the difference calculating unit,
Wherein the processing determination unit, that determine the first weighting factor and the second weighting coefficient that satisfies the first condition and the second condition, the active damping system.
前記調整信号生成部は、前記目標制御信号に対して積分又は微分の処理を施すことにより、複数の位相調整信号を生成し、
前記制御信号生成部は、前記目標制御信号及び前記複数の位相調整信号に対して前記調整処理を施すことにより前記制御信号を生成する、請求項に記載の能動型制振装置。
The adjustment signal generation unit generates a plurality of phase adjustment signals by performing integration or differentiation processing on the target control signal,
The control signal generator generates the control signal by performing the adjustment processing on the target control signal and the plurality of phase adjustment signal, active damping device according to claim 1.
前記能動型制振装置は、前記制振対象の振動を検出する制御用センサを備え、
前記目標生成部は、前記制御用センサにより検出された前記振動に基づいて前記目標制御信号を生成し、
前記制御信号生成部は、前記振動の状態に応じて異なる前記調整処理を施すことにより、前記振動の状態に応じた前記制御信号を生成する、請求項1又は2に記載の能動型制振装置。
The active vibration damping device includes a control sensor for detecting the vibration of the vibration damping target,
The target generation unit generates the target control signal based on the vibration detected by the control sensor,
Said control signal generating unit, by performing the adjustment processing varies depending on the state of the vibration, it generates the control signal in accordance with a state of the vibrating, active damping device according to claim 1 or 2 ..
前記制御信号生成部は、
前記振動が増幅する状態の時には、積分処理の回数を少なくする前記調整処理を施し、
前記振動が増幅以外の状態の時には、積分処理の回数を多くする前記調整処理を施す、請求項に記載の能動型制振装置。
The control signal generation unit,
Wherein in a state where vibration is amplified, subjected to the adjustment process to reduce the number of times of the integration processing,
Wherein when vibration is in a state other than amplification, performs the adjustment process to increase the number of integration process, the active vibration damping device according to claim 3.
前記制御用センサは、前記制振対象の加速度を検出し、
前記目標生成部は、前記制振対象の加速度を積分することで前記目標制御信号を生成し、
前記調整信号生成部は、前記制御用センサにより検出された前記制振対象の加速度を前記位相調整信号として生成し、
前記制御信号生成部は、
前記振動が増幅する状態の時には、前記位相調整信号に対する前記第二重み係数を大きくする前記調整処理を施し、
前記振動が増幅以外の状態の時には、前記位相調整信号に対する前記第二重み係数を小さくする前記所定の調整処理を施す、請求項に記載の能動型制振装置。
The control sensor detects the acceleration of the damping target,
The target generation unit generates the target control signal by integrating the acceleration of the vibration suppression target,
The adjustment signal generation unit generates the acceleration of the damping target detected by the control sensor as the phase adjustment signal,
The control signal generation unit,
Wherein in a state where vibration is amplified, subjected to the adjustment process of increasing the second weighting factor for the phase adjustment signal,
The active vibration damping device according to claim 3 , wherein when the vibration is in a state other than amplification, the predetermined adjustment processing for reducing the second weighting coefficient for the phase adjustment signal is performed.
前記アクチュエータは、
前記制振対象に取り付けられたバネ要素と、
前記バネ要素に取り付けられ前記制振対象に対して振動するマスと、
前記マスを駆動する駆動装置と、
を備え、
前記設定用センサは、前記状態信号として前記マスの加速度を検出する、請求項1−の何れか一項に記載の能動型制振装置。
The actuator is
A spring element attached to the damping object,
A mass that is attached to the spring element and vibrates with respect to the damping target,
A drive device for driving the mass;
Equipped with
The setting sensor detects the acceleration of the mass as the state signal, the active damping device according to any one of claims 1 5.
JP2016071759A 2016-03-31 2016-03-31 Active vibration control device Active JP6706122B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016071759A JP6706122B2 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Active vibration control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016071759A JP6706122B2 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Active vibration control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017182620A JP2017182620A (en) 2017-10-05
JP6706122B2 true JP6706122B2 (en) 2020-06-03

Family

ID=60007040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016071759A Active JP6706122B2 (en) 2016-03-31 2016-03-31 Active vibration control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6706122B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6637840B2 (en) * 2016-05-30 2020-01-29 住友理工株式会社 Active vibration suppression device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017182620A (en) 2017-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8381579B2 (en) Vibration damping device and vehicle
JP2009041954A (en) Absolute displacement detection method and absolute displacement sensor using the method
JP2008102127A (en) Vibration testing device
JP6706122B2 (en) Active vibration control device
JP4665634B2 (en) Vibration absorber
JP2015170208A (en) Control device, control method and control program
JP2011109222A (en) A/d conversion device, damping device, and vehicle with the same mounted thereon
KR101784716B1 (en) Dynamometer system control device
CN106258000B (en) Acceleration detector and active noise controller
JP4516053B2 (en) Control device
JP3396425B2 (en) Shaking table controller
JP6297362B2 (en) Vibration test equipment
JP5176729B2 (en) Motor controller with moment of inertia identifier
JP6637840B2 (en) Active vibration suppression device
JP7306926B2 (en) Vibration test equipment
JP2016118877A (en) Pid control device, pid control method, and test equipment comprising pid control device
JPH10281925A (en) Vibration test device
JP3138716U (en) Test equipment
JP2006244300A (en) Control unit
JPH07311124A (en) Vibration controller
JP4092878B2 (en) Shaking table, control device therefor, and control method
Beltran-Carbajal et al. Algebraic parameter identification of multi-degree-of-freedom vibrating mechanical systems
JP5353661B2 (en) Vibration control device and vehicle equipped with the same
JP4827016B2 (en) Rigid identification device and motor control device including the same
JPH1194689A (en) Disturbance compensating device in vibration testing machine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190110

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191119

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191120

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200421

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200515

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6706122

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150