JPH0444061B2 - - Google Patents

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
振動制御装置に関するもので、油圧、空気圧、あ
るいは電磁力制御による外部エネルギーを利用し
たサーボ減衰器を提供せんとするものである。

〔従来技術〕

従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。図において、１は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は付加重錘駆動装置、３は構
造物１の振動を検出する振動検出器で、この例で
は加速度計、４は振動検出器３からの検出信号に
基づいて付加重錘駆動装置２を制御する制御回
路、５は付加重錘駆動装置２の駆動電源である。

第２図は第１図に示す付加重錘駆動装置の一例
を示す断面図である。図において、２１は付加重
錘であり、構造物１の約１％の質量を有している
のが一般的である。２２はアクチユエータ、２３
は軸受支持台、２４は直動軸受、２５は連結棒、
２６はアクチユエータ２２の駆動部、２７は連結
棒２５と駆動部２６を結合するカツプリング、２
８はアクチユエータ２２を装着する取付台、２９
は軸受支持台２３および取付台２８を固定する架
台であり、構造物１の床部または天井部に設置さ
れる。

次に動作について第１図、第２図をもとに説明
する。構造物１が地震あるいは風などの外力を受
けて水平方向に振動すると、この構造物１の振動
は振動検出器３により電気信号として検出され
る。この電気信号を受けた制御回路４では、所要
の振動変位量あるいは振動速度などに変換し、付
加重錘駆動装置２の駆動を制御する。

すなわち、アクチユエータ２２は、制御回路４
からの制御信号に応じて駆動部２６、カツプリン
グ２７、および連結棒２５を介して付加重錘２１
を矢印で示すように往復動駆動させる。この時、
作用、反作用の法則に基づき、アクチユエータ２
２で発生した駆動力は取付台２８および架台２９
を介して構造物１に印加される。この駆動力が構
造物１の振動に対抗するように、以下に説明する
原理に基づいて制御回路４の制御動作を設定する
と、構造物１の振動は極度に減衰し、振動制御装
置としての機能を発揮する。

すなわち、この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とき、ｍ
を構造物１のモード質量、ｃを減衰係数、ｋを構
造物１のバネ定数、Ｆを外力、Ｕを制御力、ｘを
構造物１の変位として成立する運動方程式mx¨＋
ｃｘ・＋kx＝Ｆ−Ｕを前提とする。

ここで、例えば構造物１の振動加速度x¨を検知
してこれを速度ｘ・、変位ｘの信号に変換した後こ
れらの値を上記運動方程式に適用することにより
外力Ｆを減衰させることのできる最適な制御力Ｕ
（すなわち、構造物１の振動速度に比例する制御
力）を得ている（詳しくは、特願昭57−41094号
明細書（特開昭58−160411号公報）「振動制御方
法」に記載）。

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に装着する振動検出器３は、
その取付場所によつては局部的な衝撃外乱によつ
て、取付部材には局部的な弾性振動が励起される
場合もあり、状況によつてはこの局部的弾性振動
を検出することになり、この信号によつて付加重
錘駆動装置２は駆動されることになる。このよう
な取付部材あるいは床の局部的な弾性振動は構造
物振動系の固有振動とは本質的に異なるものであ
り、振動制御装置の制振の対象とする振動ではな
い。したがつて、振動検出器３の取付場所での取
付部材の局部的弾性振動が大きなレべルとなり卓
越すると、構造物１に対しては制振対象とする振
動以外の制振力を印加する結果となり、制振性能
の低下を招くばかりか、装置の信頼性に問題を生
ずるという欠点があつた。

〔発明の概要〕

この発明は以上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、構造物振動系の固
有振動数の前後10％のフイルタ範囲を有する帯域
フイルタを振動検出器から付加重錘駆動装置の間
に接続し、ノイズを取除くようにすることによ
り、上記振動検出器の取付場所での局部的弾性振
動の影響を除去し、高信頼性を有するような振動
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。第３図はこの発明の一実施例による振動検出
装置を示す構成図、第４図はこの発明の一実施例
に係わる制御システムを示す構成図である。図に
おいて、６は振動検出器３と制御回路４との間に
設けられ、構造物振動系の固有振動数成分を通す
帯域フイルタである。帯域フイルタ６のフイルタ
範囲は、構造物振動系の固有振動数の前後10％ぐ
らいに設定するのが好ましく、例えば構造物振動
系の固有振動数が２Hzである場合のフイルタ範囲
は1.8〜2.2Hzとすればよい。

このように構成された振動制御装置において
は、振動検出器３を装着する構造物１の取付部材
が、突発的な外乱によつて局部的な弾性振動を生
じ、この弾性振動成分が構造物全体の振動成分よ
り卓越しても、帯域フイルタ６によつて振動制御
の対象となる構造物振動系の固有振動成分の大き
さのみを抽出することができるので、固有振動成
分に応じた信号が制御回路４に伝送され、付加重
錘駆動装置２を駆動することになる。よつて、構
造物１にはその固有振動に応じた制振力が付与さ
れ、構造物１の振動は効果的に低減する。

なお、上記実施例では帯域フイルタ６を振動検
出器３と制御回路４との間に設けた場合について
説明したが、制御回路４と付加重錘駆動装置２の
駆動電源５との間に設けてもよく、この場合のフ
イルタ範囲は、例えば構造物振動系の固有振動数
の前後10％に基づく制御信号のみが通過できるよ
うに設定するとよい。

また、上記実施例では動電型アクチユエータ２
２を用いた振動制御装置にこの発明を適用した場
合について説明したが、油圧型アクチユエータや
空気圧型アクチユエータを用いた振動制御装置に
この発明を適用してもよく、上記実施例と同様の
効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、構造物振動
系の固有振動数の前後10％のフイルタ範囲を有す
る帯域フイルタを振動検出器から付加重錘駆動装
置の間に接続し、ノイズを取除くようにしたの
で、上記振動検出器の取付場所での局部的弾性振
動の影響が除去でき、高信頼性を有するような振
動制御装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

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図の付加重錘駆動装置の構成を示す断
面図、第３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４図はこの発明の一実施
例に係わる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、２は付加重錘駆動装
置、３は振動検出器、４は制御回路、６は帯域フ
イルタ、２１は付加重錘、２２はアクチユエータ
である。なお、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. １ 外力を受けて振動を生ずる構造物に設置さ
   れ、アクチユエータとこのアクチユエータの駆動
   部に装着された付加重錘を有する付加重錘駆動装
   置、構造物の振動を検出する振動検出器、および
   この振動検出器からの検出信号に基づいて上記ア
   クチユエータを駆動し、上記付加重錘を直線的に
   動かす制御回路を備えるものにおいて、構造物振
   動系の固有振動数の前後10％のフイルタ範囲を有
   する帯域フイルタを上記振動検出器から上記付加
   重錘駆動装置の間に接続し、ノイズを取除くよう
   にしたことを特徴とする構造物の振動制御装置。