JP6775029B2 - アクティブ慣性ダンパシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
1)目的とする床領域全体の床振動を測定し、仕様と比較するステップ。
2)減衰させる必要のある支配的振動数を決定するステップ。
3)床領域の中央に1つの減衰デバイスを設置し、一般に1mから1.5m離れたその領域におけるいくつかの場所への1つの力からの床速度伝達関数に対するダンパデバイス力を測定するステップ。代替的または追加的に、これはモーダルハンマーと床センサとにて行うこともできる。
a)支配的振動周波数の近くに際立った共振があるか。一般に、周波数が高いほどモード密度が高いため、より多くのアクチュエータが求められる。
b)床振動を仕様まで低減するために必要となる減衰デバイスの数および減衰デバイスの位置を動的モデルにて決定する。
i)1つの力から1つの速度へのデータに基づいてオフラインでコントローラを調整する。
ii)他のチャネルへの影響を決定するためにシーケンシャルループシェイピングを用いる。すべての領域点の速度への外乱の影響が仕様内の値をもたらしたか。
iii)必要に応じて、第2のループや第3のループなどを調整する。
c)減衰デバイスごとに力を決定する。
4)設計および配置
a)必要に応じて減衰デバイス力を拡大縮小する。
b)減衰デバイスおよびコントローラ(例えば、キャビネット)の数を定める。
5)設計された場所に減衰デバイスを設置し、ステップ1を繰り返す。
Claims (14)
- 構造物(11)の振動(V1、V2)を減衰させるためのアクティブ慣性ダンパシステム(100)であって、
− 減衰されるべき前記構造物(11)に取り付けられるように構成された支持フレーム(1)と、
− 共振周波数(fn)を有する質量−ばね系(2、3)を形成するためにばね手段(3)を介して前記支持フレーム(1)にて支持される慣性質量部(2)と、
− 前記慣性質量部(2)と前記支持フレーム(1)との間に可変駆動力(Fd)を加えるように構成されたパワーアクチュエータ(4)と、
− 減衰されるべき前記構造物(11)の振動(V1、V2)を測定するように構成された振動センサ(5)と、
− 前記測定された振動(V1、V2)に応じて前記駆動力(Fd)を適応させるように前記パワーアクチュエータ(4)を制御するように構成されたコントローラ(6)であり、前記コントローラ(6)は、前記構造物(11)の前記測定された振動(V1、V2)を抑制するために周波数(f)に応じて前記駆動力(Fd)の大きさ(M)を決定するフィルタ(H)を有し、前記フィルタ(H)は、前記質量−ばね系(2、3)の前記共振周波数(fn)より上の所定の減衰周波数の範囲(R)にわたり前記駆動力(Fd)の大きさ(M)を増加させるように構成され、かつ前記質量−ばね系(2、3)自体の共振挙動を抑制するために、前記質量−ばね系(2、3)の前記共振周波数(fn)において前記駆動力(Fd)の前記大きさ(M)に反共振ディップを設けるようにさらに構成されているコントローラ(6)と、
を含むシステム(100)。 - 前記フィルタ(H)は、前記質量−ばね系(2、3)の前記共振周波数(fn)より上の1つまたは複数の所定の減衰周波数(f1、f2)において前記駆動力(Fd)の前記大きさ(M)に1つまたは複数の共振ピークを設けるように構成されている
請求項1に記載のシステム。 - 前記反共振ディップは、前記共振周波数(fn)において前記質量−ばね系(2、3)の逆共振を設けるように前記慣性質量部(2)の質量および前記ばね手段(3)のばね定数に基づいてモデル化されている
請求項1または2に記載のシステム。 - 前記フィルタ(H)は、それぞれが前記質量−ばね系(2、3)の前記共振周波数(fn)より上のそれぞれの所定の減衰周波数(f1、f2)において前記駆動力(Fd)の前記大きさ(M)に少なくとも2つの別個の共振ピークを設けるように構成されている
請求項1から3のいずれかに記載のシステム。 - 前記質量−ばね系(2、3)の前記共振周波数(fn)は、25Hzより低い
請求項1から4のいずれかに記載のシステム。 - 前記フィルタの前記減衰周波数(f1、f2)は、前記質量−ばね系(2、3)の前記共振周波数(fn)より少なくとも25%高い
請求項1から5のいずれかに記載のシステム。 - 前記所定の減衰周波数(f1、f2)は、少なくとも10Hz離される請求項2に記載のシステム。
- 前記慣性質量部(2)は、1つまたは複数の主要ばね(3a、3b)と、前記1つまたは複数の主要ばね(3a、3b)が荷重されていない場合の前記慣性質量部(2)の位置で予荷重されている1つまたは複数の支持ばね(3c、3d)とを介して前記支持フレーム(1)にて支持され、前記1つまたは複数の支持ばね(3c、3d)は、前記慣性質量部(2)の重力を少なくとも部分的に抑制して前記1つまたは複数の主要ばね(3a、3b)の張力を緩和させるように予荷重されている
請求項1から7のいずれかに記載のシステム。 - 前記システム(100)は、多数のダンパデバイス(10a、10b)を含み、各ダンパデバイスは、それぞれの支持フレーム(1)、慣性質量部(2)、ばね手段(3)、およびパワーアクチュエータ(4)を含み、前記多数のダンパデバイス(10a、10b)は、中央コントローラ(6)にて制御される
請求項1から8のいずれかに記載のシステム。 - 前記支持フレーム(1)は、建物の床(11)に接続される
請求項1から9のいずれかに記載のシステム。 - 前記アクティブ慣性ダンパシステム(100)の前記支持フレーム(1)は、振動の影響を受けやすい機械(13)を支持するために機械支持フレーム(12)に接続され、前記振動の影響を受けやすい機械(13)は、機械脚(13a、13b)にて支持されて前記機械支持フレーム(12)上に載置され、前記アクティブ慣性ダンパシステム(100)の振動センサ(5a、5b)は、前記機械脚(13a、13b)における振動を減衰させるために前記機械脚(13a、13b)の位置に設けられている
請求項1から10のいずれかに記載のシステム。 - 1つまたは複数のダンパデバイス(10a、10b)は、前記振動の影響を受けやすい機械(13)の下方の機械支持フレーム(12)および支持フレーム(1)の底部に取り付けられる
請求項11に記載のシステム。 - 前記機械支持フレームは、建物の床上に載置され、前記機械支持フレーム(12)は、前記建物の床より高い剛性を有している
請求項11または12に記載のシステム。 - 構造物(11)の振動(V1、V2)を減衰させる方法であって、
− 減衰されるべき前記構造物(11)に取り付けられた支持フレーム(1)、共振周波数(fn)を有する質量−ばね系(2、3)を形成するためにばね手段(3)を介して前記支持フレーム(1)にて支持された慣性質量部(2)、および前記慣性質量部(2)と前記支持フレーム(1)との間に可変駆動力(Fd)を印加するように構成されたパワーアクチュエータ(4)を含む減衰デバイス(10)を用意するステップと、
− 減衰されるべき前記構造物(11)の振動(V1、V2)を測定するステップと、
− 前記構造物(11)の前記測定された振動(V1、V2)を抑制するために周波数(f)に応じて前記駆動力(Fd)の大きさ(M)を決定するフィルタ(H)を用い、前記測定された振動(V1、V2)に応じて前記駆動力(Fd)を適応させるように前記減衰デバイス(10)を制御するステップであり、前記フィルタ(H)が、前記質量−ばね系(2、3)の前記共振周波数(fn)より上の所定の減衰周波数の範囲(R)にわたり前記駆動力(Fd)の大きさ(M)を増加させ、かつ前記質量−ばね系(2、3)自体の共振挙動を抑制するために、前記質量−ばね系(2、3)の前記共振周波数(fn)において前記駆動力(Fd)の前記大きさ(M)に反共振ディップをさらに設けるステップと、
を含む、方法。
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