JPH0155814B2 - - Google Patents
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- JPH0155814B2 JPH0155814B2 JP23005483A JP23005483A JPH0155814B2 JP H0155814 B2 JPH0155814 B2 JP H0155814B2 JP 23005483 A JP23005483 A JP 23005483A JP 23005483 A JP23005483 A JP 23005483A JP H0155814 B2 JPH0155814 B2 JP H0155814B2
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- vibration
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- actuator
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 6
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005288 electromagnetic effect Effects 0.000 description 1
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- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、例えばビル、アンテナ、原子力の
制御盤などに代表される構造物の振動を低減する
振動制御装置に関し、油圧、空気圧、あるいは電
磁制御による外部エネルギを利用したサーボ減衰
器に関するものである。
制御盤などに代表される構造物の振動を低減する
振動制御装置に関し、油圧、空気圧、あるいは電
磁制御による外部エネルギを利用したサーボ減衰
器に関するものである。
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。
つた。
図において、１は風や地震などの外力を受けて
振動を生ずる構造物で、例えばビル、アンテナ、
原子力の制御盤などである。２は構造物１が設置
される地盤、３は構造物１の水平方向の振動を検
出する振動検出器で、この例では加速度計であ
る。４は振動検出器３からの検出信号に基づいて
アクチユエータ６を制御し、アクチユエータ６の
駆動部７に結合された付加重錘８を駆動する制御
回路である。９はアクチユエータ６の静止部を構
造物１に固定する取付台、１０は付加重錘８と構
造物１間に挿入されるばねである。
振動を生ずる構造物で、例えばビル、アンテナ、
原子力の制御盤などである。２は構造物１が設置
される地盤、３は構造物１の水平方向の振動を検
出する振動検出器で、この例では加速度計であ
る。４は振動検出器３からの検出信号に基づいて
アクチユエータ６を制御し、アクチユエータ６の
駆動部７に結合された付加重錘８を駆動する制御
回路である。９はアクチユエータ６の静止部を構
造物１に固定する取付台、１０は付加重錘８と構
造物１間に挿入されるばねである。
第２図は第１図に示す従来の振動制御装置の制
御システムを示す構成図であり、図において、４
ａは積分回路、４ｂは演算回路である。
御システムを示す構成図であり、図において、４
ａは積分回路、４ｂは演算回路である。
第３図は第１図に示すアクチユエータの一例を
拡大して示す断面図である。図において、６ａは
円筒状の永久磁石、６ｂは円柱状のセンタポー
ル、６ｃは励磁ヨーク、６ｄは駆動コイル、６ｅ
は駆動コイル６ｄを支承するサポートであり、サ
ポート６ｅの他端には付加重錘８を固着し、直進
往復駆動自在とする。アクチユエータ６の静止部
は取付台９を介して構造物１に固定されている。
拡大して示す断面図である。図において、６ａは
円筒状の永久磁石、６ｂは円柱状のセンタポー
ル、６ｃは励磁ヨーク、６ｄは駆動コイル、６ｅ
は駆動コイル６ｄを支承するサポートであり、サ
ポート６ｅの他端には付加重錘８を固着し、直進
往復駆動自在とする。アクチユエータ６の静止部
は取付台９を介して構造物１に固定されている。
次に動作について第１図〜第３図をもとに説明
する。
する。
構造物１が地震や風荷重などの外力を受けて水
平方向に振動すると、この構造物１の振動加速度
は振動検出器３により電気信号として検出され
る。この電気信号は制御回路４へ伝送され、積分
回路４ａで１回積分されて振動速度信号となり、
演算回路４ｂで所要の大きさに増幅されてアクチ
ユエータ６の駆動を制御する。制御回路４からの
制御信号すなわち駆動電流はアクチユエータ６の
駆動コイル６ｄに供給され、その結果、電磁効果
により駆動コイル６ｄには電磁力が発生し、その
他端に装着する付加重錘８を水平駆動させる。こ
の時、作用、反作用の原理に基づき、この駆動力
はアクチユエータ６を支持する取付台９を介して
構造物１に作用する。この駆動力は構造物１の振
動速度に比例した力であるため、構造物１に対し
ては等価的にはダンピング力として作用する。し
たがつて、このような装置によつて構造物１の減
衰特性、換言すれば動的剛性が向上することにな
り、振動制御装置としての機能を発揮する。ま
た、ばね１０は付加重錘８の動作中立位置を定め
るために装着するものである。
平方向に振動すると、この構造物１の振動加速度
は振動検出器３により電気信号として検出され
る。この電気信号は制御回路４へ伝送され、積分
回路４ａで１回積分されて振動速度信号となり、
演算回路４ｂで所要の大きさに増幅されてアクチ
ユエータ６の駆動を制御する。制御回路４からの
制御信号すなわち駆動電流はアクチユエータ６の
駆動コイル６ｄに供給され、その結果、電磁効果
により駆動コイル６ｄには電磁力が発生し、その
他端に装着する付加重錘８を水平駆動させる。こ
の時、作用、反作用の原理に基づき、この駆動力
はアクチユエータ６を支持する取付台９を介して
構造物１に作用する。この駆動力は構造物１の振
動速度に比例した力であるため、構造物１に対し
ては等価的にはダンピング力として作用する。し
たがつて、このような装置によつて構造物１の減
衰特性、換言すれば動的剛性が向上することにな
り、振動制御装置としての機能を発揮する。ま
た、ばね１０は付加重錘８の動作中立位置を定め
るために装着するものである。
従来の振動制御装置は以上のように構成されて
いるので、構造物１の減衰特性の改善には有効で
あるが、静的剛性の制御機能が無く、また、付加
重錘８の中立位置を機械的ばね１０で定めている
ため、ばね１０の有限疲労寿命で装置の信頼性が
決定されるなどの欠点があつた。
いるので、構造物１の減衰特性の改善には有効で
あるが、静的剛性の制御機能が無く、また、付加
重錘８の中立位置を機械的ばね１０で定めている
ため、ばね１０の有限疲労寿命で装置の信頼性が
決定されるなどの欠点があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、外力を受けて振動
を生ずる構造物に設置されたアクチユエータ、こ
のアクチユエータにより駆動される付加重錘、上
記構造物の振動を検出する第１の振動検出器、上
記付加重錘の振動を検出する第２の振動検出器、
上記付加重錘と上記構造物間の相対変位を検出す
る相対変位計、並びに第１の振動検出器の検出信
号から上記構造物の振動速度信号と振動変位信号
を、および第２の振動検出器の検出信号から上記
付加重錘の振動速度信号を得、これらの信号と上
記相対変位計より得られた相対変位信号からなる
４種の信号に基づいて上記アクチユエータを制御
し、上記付加重錘を駆動させる制御回路を備える
ことにより、上記構造物の減衰特性の改善による
動的剛性の向上を図ると共に静的剛性をも向上さ
せ、また、機械的ばねが無くても上記付加重錘の
動作中立位置を定めることができる振動制御装置
を提供することを目的としている。
去するためになされたもので、外力を受けて振動
を生ずる構造物に設置されたアクチユエータ、こ
のアクチユエータにより駆動される付加重錘、上
記構造物の振動を検出する第１の振動検出器、上
記付加重錘の振動を検出する第２の振動検出器、
上記付加重錘と上記構造物間の相対変位を検出す
る相対変位計、並びに第１の振動検出器の検出信
号から上記構造物の振動速度信号と振動変位信号
を、および第２の振動検出器の検出信号から上記
付加重錘の振動速度信号を得、これらの信号と上
記相対変位計より得られた相対変位信号からなる
４種の信号に基づいて上記アクチユエータを制御
し、上記付加重錘を駆動させる制御回路を備える
ことにより、上記構造物の減衰特性の改善による
動的剛性の向上を図ると共に静的剛性をも向上さ
せ、また、機械的ばねが無くても上記付加重錘の
動作中立位置を定めることができる振動制御装置
を提供することを目的としている。
〔発明の実施例）
以下、この発明の一実施例を図をもとに説明す
る。
る。
第４図はこの発明の一実施例による振動制御装
置を示す。
置を示す。
図において、３は構造物１の水平方向の振動を
検出する第１の振動検出器で、この例では加速度
計である。１１は付加重錘８の水平方向の振動を
検出する第２の振動検出器で、この例では加速度
計である。１２は付加重錘８と構造物１間の相対
変位を検出する相対変位計である。制御回路４で
は、これら第１、第２の振動検出器３，１１およ
び相対変位計１２からの検出信号をもとにアクチ
ユエータ６を制御し、付加重錘８を駆動されるの
であるが、以下にその原理を説明する。
検出する第１の振動検出器で、この例では加速度
計である。１１は付加重錘８の水平方向の振動を
検出する第２の振動検出器で、この例では加速度
計である。１２は付加重錘８と構造物１間の相対
変位を検出する相対変位計である。制御回路４で
は、これら第１、第２の振動検出器３，１１およ
び相対変位計１２からの検出信号をもとにアクチ
ユエータ６を制御し、付加重錘８を駆動されるの
であるが、以下にその原理を説明する。
すなわち、この発明による装置の振動低減原理
は、構造物１に強制力（外力）と制御力とが作用
した時に成立する次の運動方程式を前提とする。
は、構造物１に強制力（外力）と制御力とが作用
した時に成立する次の運動方程式を前提とする。
Msx¨s＋KsXs＝Ｆ−Ｕ
mdx¨d＝Ｕ
ただしMs：構造物１の質量
Ks：構造物１の剛性
Xs：構造物１の変位
md：付加重錘８の質量
Xd：付加重錘８の変位
Ｆ：外力
Ｕ：制御力
ここで、制御力Ｕを次のように構成する。
Ｕ＝C1x〓s＋C2Xs−C3x〓d−C4（Xd−Xs）−
ただしC1：構造物速度フイードバツクゲイン
（動剛性の改善）
C2：構造物変位フイードバツクゲイン
（静剛性の改善）
C3：付加重錘速度フイードバツクゲイン
（安定化）
C4：相対変位フイードバツクゲイン
（中立位置の確保）
式に式を代入すると、
Msx¨s＋C1x〓s＋（Ks＋C2）Xs＋C4（Xs−
Xd）−C3x〓d＝Ｆ mdx¨d＋C3x〓d＋C4（Xd−Xs）−C1x〓s−C2Xs＝０ となり、式から判るように、それぞれのフイー
ドバツクゲインによつて各特性を改善することが
できる。
Xd）−C3x〓d＝Ｆ mdx¨d＋C3x〓d＋C4（Xd−Xs）−C1x〓s−C2Xs＝０ となり、式から判るように、それぞれのフイー
ドバツクゲインによつて各特性を改善することが
できる。
第５図は第４図に示すこの発明の一実施例に係
わる制御回路の詳細を示す構成図である。図にお
いて、４ａは第１の振動検出器３より検出された
構造物１の振動加速度信号を振動速度信号に変換
する積分回路であり、４ｄはそのゲインを調節す
る演算回路である。４ｃは積分回路４ａの出力、
すなわち構造物１の振動速度信号を振動変位信号
に変換する積分回路であり、４ｄはそのゲインを
調節する演算回路である。４ｅは第２の振動検出
器１１より検出された付加重錘８の振動加速度信
号を振動速度信号に変換する積分回路で、４ｆは
そのゲインを調節する演算回路である。４ｇは相
対変位計１２より検出された付加重錘８と構造物
１の相対変位信号の大きさを調節する演算回路で
ある。４ｈは演算論理回路であり、各演算回路４
ｂ，４ｄ，４ｆ，４ｇからの信号を受けて所要の
出力を得るように、式によつて各々の信号の位
相、ゲインを調節し、加減算を行なう回路であ
る。演算論理回路４ｈの出力信号をもとに電力増
幅してアクチユエータ６の駆動を制御し、付加重
錘８を駆動させる。
わる制御回路の詳細を示す構成図である。図にお
いて、４ａは第１の振動検出器３より検出された
構造物１の振動加速度信号を振動速度信号に変換
する積分回路であり、４ｄはそのゲインを調節す
る演算回路である。４ｃは積分回路４ａの出力、
すなわち構造物１の振動速度信号を振動変位信号
に変換する積分回路であり、４ｄはそのゲインを
調節する演算回路である。４ｅは第２の振動検出
器１１より検出された付加重錘８の振動加速度信
号を振動速度信号に変換する積分回路で、４ｆは
そのゲインを調節する演算回路である。４ｇは相
対変位計１２より検出された付加重錘８と構造物
１の相対変位信号の大きさを調節する演算回路で
ある。４ｈは演算論理回路であり、各演算回路４
ｂ，４ｄ，４ｆ，４ｇからの信号を受けて所要の
出力を得るように、式によつて各々の信号の位
相、ゲインを調節し、加減算を行なう回路であ
る。演算論理回路４ｈの出力信号をもとに電力増
幅してアクチユエータ６の駆動を制御し、付加重
錘８を駆動させる。
上記のようなこの発明の一実施例に係わる制御
回路４内の各々の回路４ａ〜４ｈの機能は次のよ
うになる。
回路４内の各々の回路４ａ〜４ｈの機能は次のよ
うになる。
まず、積分回路４ａと演算回路４ｂからアクチ
ユエータ６に至る制御系は構造物１の振動速度に
応じた駆動力すなわちダンピング力を構造物１へ
付与する機能を有し、構造物１の減衰特性すなわ
ち動的剛性の改善を行なう。
ユエータ６に至る制御系は構造物１の振動速度に
応じた駆動力すなわちダンピング力を構造物１へ
付与する機能を有し、構造物１の減衰特性すなわ
ち動的剛性の改善を行なう。
積分回路４ｃと演算回路４ｄからアクチユエー
タ６に至る制御系は構造物１の振動変位に応じた
駆動力を構造物１へ付与する機能を有し、構造物
１のばね特性すなわち静的剛性の改善を行なう。
タ６に至る制御系は構造物１の振動変位に応じた
駆動力を構造物１へ付与する機能を有し、構造物
１のばね特性すなわち静的剛性の改善を行なう。
付加重錘８に装着する第２の振動検出器１１か
ら積分回路４ｅを経てアクチユエータ６に至る制
御系は、付加重錘８の振動速度に応じた駆動力を
発生するもので、これは付加重錘８にダンピング
力を与え付加重錘８の発振を抑制し安定化を図る
ものである。
ら積分回路４ｅを経てアクチユエータ６に至る制
御系は、付加重錘８の振動速度に応じた駆動力を
発生するもので、これは付加重錘８にダンピング
力を与え付加重錘８の発振を抑制し安定化を図る
ものである。
相対変位計１２からアクチユエータ６に至る制
御系は付加重錘８の動作中立位置の設定を行なう
位置制御回路である。
御系は付加重錘８の動作中立位置の設定を行なう
位置制御回路である。
なお、上記実施例では第１、第２の振動検出器
３，１１として加速度計を用いた場合について説
明したが、速度計であつてもよく、この場合は第
５図に示す積分回路４ａ，４ｅが不要となる。
３，１１として加速度計を用いた場合について説
明したが、速度計であつてもよく、この場合は第
５図に示す積分回路４ａ，４ｅが不要となる。
また、アクチユエータ６としては、電磁アクチ
ユエータの他、空気圧および油圧アクチユエータ
の何れを用いてもよい。
ユエータの他、空気圧および油圧アクチユエータ
の何れを用いてもよい。
以上のように、この発明によれば、外力を受け
て振動を生ずる構造物に設置されたアクチユエー
タ、このアクチユエータにより駆動される付加重
錘、上記構造物の振動を検出する第１の振動検出
器、上記付加重錘の振動を検出する第２の振動検
出器、上記付加重錘と上記構造物間の相対変位を
検出する相対変位計、並びに第１の振動検出器の
検出信号から上記構造物の振動速度信号と振動変
位信号を、および第２の振動検出器の検出信号か
ら上記付加重錘の振動速度信号を得、これらの信
号と上記相対変位計より得られた相対変位信号か
らなる４種の信号に基づいて上記アクチユエータ
を制御し、上記付加重錘を駆動させる制御回路を
備えたので、上記構造物の減衰特性の改善による
動的剛性の向上を図ると共に静的剛性をも向上さ
せ、また、機械的ばねが無くても上記付加重錘の
動作中立位置を定せることができる効果がある。
て振動を生ずる構造物に設置されたアクチユエー
タ、このアクチユエータにより駆動される付加重
錘、上記構造物の振動を検出する第１の振動検出
器、上記付加重錘の振動を検出する第２の振動検
出器、上記付加重錘と上記構造物間の相対変位を
検出する相対変位計、並びに第１の振動検出器の
検出信号から上記構造物の振動速度信号と振動変
位信号を、および第２の振動検出器の検出信号か
ら上記付加重錘の振動速度信号を得、これらの信
号と上記相対変位計より得られた相対変位信号か
らなる４種の信号に基づいて上記アクチユエータ
を制御し、上記付加重錘を駆動させる制御回路を
備えたので、上記構造物の減衰特性の改善による
動的剛性の向上を図ると共に静的剛性をも向上さ
せ、また、機械的ばねが無くても上記付加重錘の
動作中立位置を定せることができる効果がある。
第１図は従来の振動制御装置を示す構成図、第
２図は第１図に示す従来の振動制御装置の制御シ
ステムを示す構成図、第３図は第１図に示すアク
チユエータの一例を拡大して示す断面図、第４図
はこの発明の一実施例による振動制御装置を示す
構成図、第５図は第４図に示すこの発明の一実施
例による振動制御装置の制御システムを示す構成
図である。 図において、１は構造物、３は第１の振動検出
器、４は制御回路、４ａ，４ｃ，４ｅは積分回
路、４ｂ，４ｄ，４ｆ，４ｇは演算回路、４ｈは
演算論理回路、６はアクチユエータ、８は付加重
錘、１０はばね、１１は第２の振動検出器、１２
は相対変位計である。なお、各図中同一符号は同
一または相当部分を示すものとする。
２図は第１図に示す従来の振動制御装置の制御シ
ステムを示す構成図、第３図は第１図に示すアク
チユエータの一例を拡大して示す断面図、第４図
はこの発明の一実施例による振動制御装置を示す
構成図、第５図は第４図に示すこの発明の一実施
例による振動制御装置の制御システムを示す構成
図である。 図において、１は構造物、３は第１の振動検出
器、４は制御回路、４ａ，４ｃ，４ｅは積分回
路、４ｂ，４ｄ，４ｆ，４ｇは演算回路、４ｈは
演算論理回路、６はアクチユエータ、８は付加重
錘、１０はばね、１１は第２の振動検出器、１２
は相対変位計である。なお、各図中同一符号は同
一または相当部分を示すものとする。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 外力を受けて振動を生ずる構造物に設置され
たアクチユエータ、このアクチユエータにより駆
動される付加重錘、上記構造物の振動を検出する
第１の振動検出器、上記付加重錘の振動を検出す
る第２の振動検出器、上記付加重錘と上記構造物
間の相対変位を検出する相対変位計、並びに第１
の振動検出器の検出信号から上記構造物の振動速
度信号と振動変位信号を、および第２の振動検出
器の検出信号から上記付加重錘の振動速度信号を
得、これらの信号と上記相対変位計より得られた
相対変位信号からなる４種の信号に基づいて上記
アクチユエータを制御し、上記付加重錘を駆動さ
せる制御回路を備えた構造物の振動制御装置。 ２ 第１、第２の振動検出器は加速度計である特
許請求の範囲第１項記載の構造物の振動制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23005483A JPS60123676A (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | 構造物の振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23005483A JPS60123676A (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | 構造物の振動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60123676A JPS60123676A (ja) | 1985-07-02 |
| JPH0155814B2 true JPH0155814B2 (ja) | 1989-11-27 |
Family
ID=16901836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23005483A Granted JPS60123676A (ja) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | 構造物の振動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60123676A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0285478A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-26 | Ohbayashi Corp | 制振方法 |
| JPH0285479A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-26 | Ohbayashi Corp | 制振方法 |
| JP4940472B2 (ja) * | 2007-06-08 | 2012-05-30 | 倉敷化工株式会社 | アクティブ除振装置及び制振装置 |
-
1983
- 1983-12-06 JP JP23005483A patent/JPS60123676A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60123676A (ja) | 1985-07-02 |
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