JPH0455577A - Vibration controlling device of construction - Google Patents
Vibration controlling device of constructionInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
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制振装置に関し
、特に油圧、空気圧、あるいは電磁制御による外部エネ
ルギーを利用したサーボ減衰器に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a vibration damping device that reduces vibrations of structures such as buildings, antennas, nuclear power control panels, etc. This invention relates to a servo attenuator that uses external energy through electromagnetic control.
第4図は、例えば特開昭60−123675号公報に開
示された従来の構造物の制振装置を示す一部断面構成図
である。図において、(1)は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。FIG. 4 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a conventional structure vibration damping device disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 123675/1982. In the figure, (1) is a structure that generates vibrations when subjected to an external force such as an earthquake, such as a building, an antenna, or a control panel for a nuclear power plant.
(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第1の振動検出器
で、この例では加速度計である。(2) is the ground on which the structure (1) is installed, and (3) is a first vibration detector that detects horizontal vibration of the structure (1), which is an accelerometer in this example.
(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。(4
)はこれら第1゛、第2の振動検出器(3)、 (1
1)からの検出信号を基にアクチュエータ(6)を制御
し、このアクチュエータ(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)
はアクチュエータ(6)の静止部を構造物(1)に固定
する取付は台、(10)は付加重錘(8)と構造物(1
)間に挿入されるばねである。(11) is a second vibration detector that detects horizontal vibration of the additional weight (8), and in this example is an accelerometer. (4
) are these first and second vibration detectors (3), (1
This is a control circuit that controls an actuator (6) based on a detection signal from 1) and drives an additional weight (8) coupled to a drive section (7) of this actuator (6). (9)
(10) is a mounting base that fixes the stationary part of the actuator (6) to the structure (1), and (10) is the mounting plate that fixes the stationary part of the actuator (6) to the structure (1).
) is a spring inserted between.
第5図は第4図の構造物の制振装置の制御システムを示
すブロック図である。図において、(3)は第1の振動
検出器、(11)は第2の振動検出器、(6)はアクチ
ュエータ、(4)は制御回路で、この制御回路(4)内
の(4a)(4b) 、 (4c)は積分回路、(4
e)は演算回路である。FIG. 5 is a block diagram showing a control system for the vibration damping device of the structure shown in FIG. 4. In the figure, (3) is the first vibration detector, (11) is the second vibration detector, (6) is the actuator, and (4) is the control circuit. (4b) and (4c) are integral circuits, (4
e) is an arithmetic circuit.
第6図は第4図の構造物の制振装置におけるアクチュエ
ータの一例を示す拡大断面図である。図において、(6
)はアクチュエータ、(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
。アクチュエータく6)の静止部は取付は台(9)を介
して構造物(1)に固定されている。その他、(7)は
アクチュエータ(6)の駆動部、(10)はばねである
。6 is an enlarged sectional view showing an example of the actuator in the vibration damping device for the structure shown in FIG. 4. FIG. In the figure, (6
) is an actuator, (6a) is a cylindrical permanent magnet, (
6b) is a cylindrical center pole, (6c) is an excitation yoke, (6d) is a drive coil, (6e) is a drive coil (6d)
), and an additional weight (8) is fixed to the other end of the support (6e), making it possible to freely move it back and forth in a straight line. The stationary part of the actuator 6) is fixed to the structure (1) via a stand (9). In addition, (7) is a drive part of the actuator (6), and (10) is a spring.
次に、上記従来の構造物の制振装置の動作について、第
4図〜第6図を参照して説明する。構造物(1)が地震
などの外力による地盤振動を受けて水平方向に振動する
と、この構造物(1)の振動加速度は第1の振動検出器
(3)により、また付加重錘(8)の振動加速度は第2
の振動検出器(11)によりそれぞれ電気信号として検
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) 、 (4b)で1目積分され振動
速度振動となり、積分回路(4a)を経て伝送された構
造物(1)の振動速度信号が積分回路(4c)で1目積
分され振動変位信号となる。各積分回路(4a)〜(4
c)からの信号は各々の信号の位相。Next, the operation of the conventional vibration damping device for a structure will be explained with reference to FIGS. 4 to 6. When the structure (1) vibrates horizontally due to ground vibration caused by an external force such as an earthquake, the vibration acceleration of the structure (1) is measured by the first vibration detector (3) and by the additional weight (8). The vibration acceleration of
The vibration detector (11) detects each as an electric signal. This electrical signal is transmitted to the control circuit (4),
Integration circuits (4a) and (4b) perform one-order integration to obtain vibration velocity vibration, and the vibration velocity signal of the structure (1) transmitted via the integration circuit (4a) is one-order integration to produce vibration. It becomes a displacement signal. Each integrating circuit (4a) to (4
The signals from c) are the phases of each signal.
ゲインを調節し所要の出力を得るように演算回路(4e
)で加減算を行い、この演算回路(4e)の出力信号を
基に電力増幅してアクチュエータ(6)の駆動を制御し
、付加重錘(8)を駆動させる。An arithmetic circuit (4e) adjusts the gain and obtains the required output.
) performs addition and subtraction, and the power is amplified based on the output signal of this arithmetic circuit (4e) to control the drive of the actuator (6) and drive the additional weight (8).
このように、構造物(1)の振動を検出する第1の振動
検出器(3)及び付加重錘(8)の振動を検出する第2
の振動検出B(11)からの検出信号に応じてアクチュ
エータ(6)を駆動させるフィールドバックサーボ機機
を構成する。また、制御回路(4)からの制御信号、す
なわち駆動電流はアクチュエータ(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、駆動コイル(6d)を
支承するサポート(6e) 、駆動部(7)を介して付
加重錘(8)を水平駆動させる。In this way, the first vibration detector (3) detects the vibration of the structure (1) and the second vibration detector (3) detects the vibration of the additional weight (8).
A field back servo machine is configured to drive an actuator (6) in accordance with a detection signal from a vibration detection B (11). In addition, the control signal from the control circuit (4), that is, the drive current is transmitted to the drive coil (
6d), and as a result, an electromagnetic force is generated in the drive coil (6d) due to the electromagnetic effect, and the additional weight ( 8) is driven horizontally.
この時、制御回路(4〉内の積分回路(4a)〜(4c
)及び演算回路(4e)の機能は次のようになる。まず
、第1の振動検出器(3)から積分回路(4a)を経て
アクチュエータ(6)に至る制w系は、構造物(1)の
振動速度に応じた駆動力である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う。積分回路(4c)か
らアクチュエータ(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、すなわち静的特性
の改善を行う。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(4b)を経てアクチュエー
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
て安定化を図るものである。At this time, the integrating circuits (4a) to (4c) in the control circuit (4>
) and the arithmetic circuit (4e) are as follows. First, the damping system that extends from the first vibration detector (3) through the integrating circuit (4a) to the actuator (6) applies a damping force, which is a driving force according to the vibration speed of the structure (1), to the structure. (
1-), and improves the damping characteristics of the structure (1), that is, the dynamic rigidity. The control system from the integral circuit (4c) to the actuator (6) is connected to the structure (1).
It has a function of applying a driving force to the structure (1) according to the vibration displacement of the structure (1), and improves the spring characteristics, that is, the static characteristics of the structure (1). The control system from the second vibration detector (11) attached to the additional weight (8) to the actuator (6) via the integrating circuit (4b) generates a driving force according to the vibration speed of the additional weight (8). This is an additional weight (8)
This is to provide a damping force to the additional weight (8), thereby suppressing oscillation of the additional weight (8) and stabilizing it.
従来の構造物の制振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
、風荷重などの低周波振動入力が構造物(1)に作用し
た場合には、アクチュエータ(6)と付加重錘(8)と
の相対変位であるストロークが増大するという問題点か
あフた。また、従来これらの防止策として遮断特性の良
好なバンドパスフィルタを用いているが、風入力のよう
に、そのスペクトル成分が広帯域に渡る場合には、制振
装置の制振性能が低下するという問題点があった。Conventional vibration damping devices for structures are configured as described above, and are effective in improving the damping characteristics of structure (1). In this case, the problem arises that the stroke, which is the relative displacement between the actuator (6) and the additional weight (8), increases. Conventionally, bandpass filters with good blocking characteristics have been used to prevent these problems, but when the spectral components span a wide band, such as with wind input, the damping performance of the damping device deteriorates. There was a problem.
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、風荷重のような比較的広帯域に渡る低周波振
動人力が作用した場合にもストロークが小さくできると
共に、アクチュエータの駆動に要する制御力と電力を減
少でき、構造物に搭載する部分が小型で高性能な構造物
の制振装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to reduce the stroke even when a relatively wide range of low-frequency vibration human force such as wind load is applied, and to reduce the stroke required to drive the actuator. The objective is to obtain a high-performance vibration damping device for structures that can reduce control force and electric power, has a small part mounted on the structure, and has high performance.
この発明に係る構造物の制振装置は、外力を受けて振動
を生ずる構造物に設置されたアクチュエータ、このアク
チュ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、並びに第1の振動検出器の
検出信号から上言己構造物の振動速度信号を、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、上記構造物の振動速度信号を、上記構造物の
固有振動数で最大ゲインを持ちそれ以外の成分では滑ら
かに減衰するバントパスフィルタに通過させることによ
り構造物フィールドバック信号を得、この構造物フィー
ルドバック信号と上記付加重錘の振動速度信号とから上
記アクチュエータの駆動信号を得、この信号に基づいて
上記アクチュエータを制御し、上記付加重錘を駆動させ
る制御回路を備えたものである。A vibration damping device for a structure according to the present invention includes an actuator installed in a structure that generates vibration in response to an external force, an additional weight driven by the actuator, and a first vibration detection device that detects the vibration of the structure. a second vibration detector that detects the vibration of the additional weight, and a vibration velocity signal of the structure itself from the detection signal of the first vibration detector, and a detection signal of the second vibration detector. By obtaining the vibration velocity signal of the additional weight from , and passing the vibration velocity signal of the structure through a band-pass filter that has a maximum gain at the natural frequency of the structure and smoothly damps other components. Obtain a structure feedback signal, obtain a drive signal for the actuator from this structure feedback signal and a vibration velocity signal of the additional weight, control the actuator based on this signal, and drive the additional weight. It is equipped with a control circuit that allows the
この発明による構造物の制振装置においては、風荷重な
どの比較的広帯域に渡る低周波振動の外力が構造物に作
用した時、構造物の固有振動数で最大ゲインを持ち、そ
れ以外の成分では滑らかに減衰するバンドパスフィルタ
を用いることにより、構造物の固有振動数以外の領域で
は、付加重錘によって構造物に作用させる制御力が小さ
く、アクチュエータ系の固有振動数と風荷重のゆらぎの
卓越周波数との共振を避けることができるため、アクチ
ュエータのストロークを低減でき、バンドパスフィルタ
の特性が滑らかに減衰するので、比較的広帯域に渡る人
カスベクトルに対し構造物の固有振動数付近の人力に対
しても制振作用が有効に慟〈ため、フィルタを挿入して
も制振性能が低下せず、これにより構造物に搭載する部
分が小型で高性能な構造物の制振装置が得られる。In the vibration damping device for a structure according to the present invention, when an external force of relatively wide-band low-frequency vibration such as wind load acts on the structure, the maximum gain is at the natural frequency of the structure, and the other components are By using a smoothly damped bandpass filter, the control force applied to the structure by the additional weight is small in areas other than the natural frequency of the structure, and the fluctuations of the natural frequency of the actuator system and wind load are reduced. Since resonance with the dominant frequency can be avoided, the stroke of the actuator can be reduced, and the characteristics of the bandpass filter are smoothly attenuated. Since the vibration damping effect is effective even when the filter is inserted, the vibration damping performance does not deteriorate even when the filter is inserted. It will be done.
(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1
図はこの発明の一実施例による構造物の制振装置を示す
一部断面構成図である。第1図において、(1)は風や
地震などの外力を受けて振動を生じる構造物で、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第1の振動検出器で、こ
の例で上顎速度系である。(11)はイ寸加重錘(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
例では加速度系である。(5)はバンドパスフィルタで
あり、構造物(1)の固有振動数で最大ゲインを持ちそ
れ以外の成分では滑らかに減衰するように構成されてい
る。(4)は制御回路であり、第1の振動検出器(3)
の検出信号から構造物(1)の振動速度信号を、および
第2の振動検出器(11)の検出信号から付加重錘(8
)の振動速度信号を得、構造物の振動速度信号をバント
パスフィルタに通過させることにより構造物フィールド
バック信号を得、この構造物フィールドバック信号と上
記付加重錘の振動速度信号とからアクチュエータ(6)
の駆動信号を得、この信号に基づいてアクチュエータ(
6)を制御し、このアクチュエータ(6)の駆動部(7
)に結合された付加重錘(8)を駆動させるものである
。(Example) An example of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The figure is a partially sectional configuration diagram showing a vibration damping device for a structure according to an embodiment of the present invention. In Figure 1, (1) is a structure that vibrates when subjected to external forces such as wind or earthquakes, such as buildings, antennas, and nuclear power control panels. (2)
is the ground on which structure (1) is installed, and (3) is the ground where structure (1) is installed.
), which in this example is the maxillary velocity system. (11) is a weighted weight (8)
A second vibration detector detects vibrations in the horizontal direction, which in this example is an acceleration system. (5) is a bandpass filter, which has a maximum gain at the natural frequency of the structure (1) and is configured to smoothly attenuate other components. (4) is a control circuit, and the first vibration detector (3)
The vibration velocity signal of the structure (1) is determined from the detection signal of the additional weight (8), and the vibration velocity signal of the structure (1) is determined from the detection signal of the second vibration detector (11).
), the vibration velocity signal of the structure is passed through a band pass filter to obtain a structure feedback signal, and from this structure feedback signal and the vibration velocity signal of the additional weight, the actuator ( 6)
Based on this signal, the actuator (
6), and the drive section (7) of this actuator (6).
) is used to drive an additional weight (8) connected to the
(9)はアクチュエータ(6)の静止部を構造物(1)
に固定する取り付は台である。(9) connects the stationary part of the actuator (6) to the structure (1).
The mounting that fixes it to is a stand.
さてここで、この発明による構造物の制振装置の振動低
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方程式を前提とする。Now, the vibration reduction principle of the vibration damping device for a structure according to the present invention is based on the following equation that holds true when a forcing force (external force) and a control force act on the structure (1).
ただし、M、:構造物(1)の質量 Ks: n の剛性 Xs: // の変位 md:付加重錘(8)の質量 X(1: // 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。However, M: mass of structure (1) Ks: Stiffness of n Xs: // displacement md: Mass of additional weight (8) X(1: // displacement F: External force U: Control power Here, the control force U is configured as follows.
U = C5−G−交S Cdxd −■ただ
し、C5:構造物の速度フィードバックゲイン(動剛性
の改善)
Cd:付加重錘速度フィードバックゲイン(安定化)
G:フィルタゲイン
上記0式に上記0式を代入すると、
となり、■式から判るように、それぞれのフィールドバ
ックゲインによって各特性を改善することができる。U = C5 - G - Cross S Cdxd -■ However, C5: Velocity feedback gain of the structure (improvement of dynamic stiffness) Cd: Additional weight velocity feedback gain (stabilization) G: Filter gain Add the above formula 0 to the above formula 0 Substituting , it becomes , and as can be seen from equation (2), each characteristic can be improved by each feedback gain.
ここで■をラプラス変換すると、
・・・■
たたし、Sニラプラス演算子
Xs(S) 、Xd(S) 、G(S) 、F(S)
:ソれぞれXS、Xd、G、Fのラプラス変換■の第1
式におけるフィルタゲインC(S)は角周波数Wの関数
である。Here, when ■ is converted to Laplace, ...■ Tashi, S nilaplus operator Xs(S), Xd(S), G(S), F(S)
:The first Laplace transform of XS, Xd, G, and F, respectively.
The filter gain C(S) in the equation is a function of the angular frequency W.
第2図は、第1図の構造物の制振装置の制御システムを
示すブロック図である。図において、(4)は制御回路
であり、この制御回路(4)内の(4a) 、 (4
b)は積分回路、(4e)は演算回路である。また(5
)はバンドパスフィルタであり、このバンドパスフィル
タ(5)内の(5a)はフィルタ形状設定回路、(5b
)はフィルタ回路である。FIG. 2 is a block diagram showing a control system for the vibration damping device of the structure shown in FIG. In the figure, (4) is a control circuit, and (4a), (4
b) is an integrating circuit, and (4e) is an arithmetic circuit. Also (5
) is a band pass filter, (5a) in this band pass filter (5) is a filter shape setting circuit, and (5b
) is a filter circuit.
積分回路(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
変換し、積分回路(4b)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。また演算回路(4e)は、積分
回路(4a)の信号をフィルタ回路(5b)を通過させ
ることによって得られる信号と積分回路(4b)からの
信号を受けて、所要の出力を得るように、上・記■式に
よって各々の信号の位相、ゲインを調整し加減算を行な
う。演算回路(4e)の出力を基に電力増幅してアクチ
ュエータ(6)の駆動を制御し、付加重錘を駆動させる
。このように、構造物(1)の振動を検出する第1の振
動検出器(3)および付加重錘(8)の振動を検出する
第2の振動検出器(11)からの検出信号に応じて、ア
クチュエータ(6)を駆動させるフィードバックサーボ
機構を構成する。The integrating circuit (4a) converts the vibration acceleration signal of the structure (1) detected by the first vibration detector (3) into a vibration velocity signal, and the integrating circuit (4b) converts the vibration acceleration signal of the structure (1) detected by the first vibration detector (3) into a vibration velocity signal. (11
) is converted into a vibration velocity signal of the vibration acceleration signal of the additional weight (8). Further, the arithmetic circuit (4e) receives a signal obtained by passing the signal of the integrating circuit (4a) through the filter circuit (5b) and a signal from the integrating circuit (4b), so as to obtain a desired output. The phase and gain of each signal are adjusted and addition/subtraction is performed using the above and (2) formulas. Power is amplified based on the output of the arithmetic circuit (4e) to control the drive of the actuator (6) and drive the additional weight. In this way, in response to detection signals from the first vibration detector (3) that detects vibrations of the structure (1) and the second vibration detector (11) that detects vibrations of the additional weight (8), This constitutes a feedback servo mechanism that drives the actuator (6).
第3図はフィルタG(S)の一実施例による形状を示し
たもので0式で表わされる。FIG. 3 shows the shape of one embodiment of the filter G(S), which is expressed by the formula 0.
ただし、w3:構造物の固有角周波数
このバンドパスフィルタ(5)は構造物の固有角振動数
で最大ゲインを持ち、それ以外の成分では滑らかに減少
するようになっているため、構造物の固有角振動数が多
少変化しても制御効果は変化しない。However, w3: Natural angular frequency of the structure This band-pass filter (5) has a maximum gain at the natural angular frequency of the structure, and decreases smoothly for other components, so Even if the natural angular frequency changes slightly, the control effect does not change.
表は1、この発明の一実施例による構造物の制振装置と
従来の制振装置において、風速がそれぞれ30m/s
、 40m/s 、 56m/sの3種類の風荷重が作
用した時に構造物(11)に発生する変位と加速度、付
加重錘(8)に必要なストローク、アクチュエータ駆動
に要する制御力と電力を比較して示す効果比較表である
。Table 1 shows the structure vibration damping device according to an embodiment of the present invention and the conventional vibration damping device, each with a wind speed of 30 m/s.
The displacement and acceleration generated on the structure (11) when three types of wind loads of , 40 m/s, and 56 m/s are applied, the stroke required for the additional weight (8), and the control force and power required to drive the actuator are calculated. This is an effect comparison table.
この効果比較表から明らかなように、バンドパスフィル
タ(5)を用いる事により構造物の振動低減効果を悪化
させずに、ストローク、制御力。As is clear from this effect comparison table, by using the bandpass filter (5), the stroke and control force can be reduced without deteriorating the vibration reduction effect of the structure.
電力は大幅に減少できる。たとえば風速30+o/sの
場合、ストロークは32%、制御力は89%、電力は5
4%に減少し、これによりこの発明による効果が顕著に
表われる。Power can be significantly reduced. For example, when the wind speed is 30+o/s, the stroke is 32%, the control force is 89%, and the power is 5
This decreases to 4%, which makes the effect of this invention noticeable.
(以下余白)
なお、上記実施例ではこの装置を構造物(1)の最上階
に設置した場合について示したが、何れの階に設置して
も上記実施例と同様の効果を奏するのは言うまでもない
。(Left below) In the above example, the case where this device was installed on the top floor of the structure (1) was shown, but it goes without saying that the same effect as in the above example can be achieved even if it is installed on any floor. stomach.
また上記実施例では、箪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、速度計であってもよく、この場合は第2図に示
す積分回路(4a) 、 (4b)が不要となる。Further, in the above embodiment, the cabinet 1. a second vibration detector (3),
Although a case has been described in which an accelerometer is used as (11), a speedometer may also be used, and in this case, the integrating circuits (4a) and (4b) shown in FIG. 2 are unnecessary.
またアクチュエータ(6)としては電磁アクチュエータ
の他、空気圧喝よび油圧アクチュエータの何れを用いて
もよい。Further, as the actuator (6), in addition to an electromagnetic actuator, any of a pneumatic actuator and a hydraulic actuator may be used.
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ュエータ、このアクチ
ュ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、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を、および第2の
揚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、上記構造物の振動速度信号を、上記構造物の固存
振動数で最大ゲインを持ちそれ以外の成分では滑らかに
減衰するバンドパスフィルタに通過させることにより構
造物フィードバック信号を得、この構造物フィードバッ
ク信号と上記付加重錘の振動速度信号とから上記アクチ
ュエータの駆動信号を得、この信号に基づいて上記アク
チュエータを制御し、上記付加重錘を駆動させる制御回
路を備えたので、風荷重のような比較的広帯域に渡る低
周波振動人力が作用した場合にもストロークが小さくで
きると共に、アクチュエータの駆動に要する制御力と電
力を減少でき、構造物に搭載する部分が小型で高性能な
構造物の制振装置か得られる効果がある。As described above, according to the present invention, there is provided an actuator installed in a structure that generates vibrations in response to an external force, an additional weight driven by the actuator, and a first vibration detector that detects vibrations of the structure. , a second vibration detector that detects the vibration of the additional weight, a vibration velocity signal of the structure from the detection signal of the first vibration detector, and a vibration velocity signal of the structure from the detection signal of the second lifting detector. The vibration velocity signal of the additional weight is obtained, and the vibration velocity signal of the structure is passed through a bandpass filter that has a maximum gain at the natural frequency of the structure and smoothly attenuates other components. a control circuit that obtains a structure feedback signal, obtains a drive signal for the actuator from the structure feedback signal and a vibration velocity signal of the additional weight, controls the actuator based on this signal, and drives the additional weight; This makes it possible to reduce the stroke even when relatively wide-band low-frequency vibration human force such as wind load is applied, and the control force and electric power required to drive the actuator can be reduced, making it possible to reduce the amount of force that is required to drive the actuator. However, it is effective as a small and high-performance vibration damping device for structures.
第1図はこの発明の一実施例による構造物の制振装置を
示す一部断面構成図、第2図は第1図のものの制御シス
テムを示すブロック図、第3図は第1図のバントパスフ
ィルタに設定されるフィルタ形状の一実施例を示すフィ
ルタ特性図、第4図は従来の構造物の制振装置を示す一
部断面構成図、第5図は第4図のものの制振装置の制御
システムを示すブロック図、第6図は第4図の構造物の
制振装置に用いられるアクチュエータの〜例を示す拡大
断面図である。
図において、(1)は構造物、(2〉は地盤、(3)は
第1の振動検出器、(4)は制御回路、(4a) (
4b)は積分回路、(4e)は演算回路、(5)はバン
ドパスフィルタ、(5a)はフィルタ形状設定回路、(
5b)はフィルタ回路、(6)はアクチュエータ、(8
)は付加重錘、(11)は第2の振動検出器である。
なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。FIG. 1 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a vibration damping device for a structure according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the structure shown in FIG. 1, and FIG. A filter characteristic diagram showing an example of a filter shape set in a pass filter, Fig. 4 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a conventional vibration damping device for a structure, and Fig. 5 shows a vibration damping device of the one shown in Fig. 4. FIG. 6 is an enlarged sectional view showing an example of an actuator used in the vibration damping device of the structure shown in FIG. 4. In the figure, (1) is the structure, (2> is the ground, (3) is the first vibration detector, (4) is the control circuit, and (4a) (
4b) is an integration circuit, (4e) is an arithmetic circuit, (5) is a bandpass filter, (5a) is a filter shape setting circuit, (
5b) is a filter circuit, (6) is an actuator, (8
) is an additional weight, and (11) is a second vibration detector. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (1)
エータ、このアクチュ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、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、上記構造物の振動速度信号を
、上記構造物の固有振動数で最大ゲインを持ちそれ以外
の成分では滑らかに減衰するバンドパスフィルタに通過
させることにより構造物フィールドバック信号を得、こ
の構造物フィールドバック信号と上記付加重錘の振動速
度信号とから上記アクチュエータの駆動信号を得、この
信号に基づいて上記アクチュエータを制御し、上記付加
重錘を駆動させる制御回路を備えた構造物の制振装置。an actuator installed on a structure that generates vibrations in response to an external force; an additional weight driven by the actuator; a first vibration detector that detects vibrations of the structure; and a first vibration detector that detects vibrations of the additional weight. a second vibration detector, a vibration velocity signal of the structure from the detection signal of the first vibration detector, and a vibration velocity signal of the additional weight from the detection signal of the second vibration detector, and obtain the vibration velocity signal of the additional weight from the detection signal of the second vibration detector; A structure feedback signal is obtained by passing the vibration velocity signal of the object through a bandpass filter that has a maximum gain at the natural frequency of the structure and smoothly attenuates other components. A vibration damping device for a structure, comprising: a control circuit that obtains a drive signal for the actuator from the vibration velocity signal of the additional weight, controls the actuator based on the signal, and drives the additional weight.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16462290A JPH0455577A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | Vibration controlling device of construction |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16462290A JPH0455577A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | Vibration controlling device of construction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0455577A true JPH0455577A (en) | 1992-02-24 |
Family
ID=15796699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16462290A Pending JPH0455577A (en) | 1990-06-22 | 1990-06-22 | Vibration controlling device of construction |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0455577A (en) |
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-
1990
- 1990-06-22 JP JP16462290A patent/JPH0455577A/en active Pending
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