JPH05231037A - Vibration control device - Google Patents

Vibration control device

Info

Publication number
JPH05231037A
JPH05231037A JP3355592A JP3355592A JPH05231037A JP H05231037 A JPH05231037 A JP H05231037A JP 3355592 A JP3355592 A JP 3355592A JP 3355592 A JP3355592 A JP 3355592A JP H05231037 A JPH05231037 A JP H05231037A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration
building
displacement
gain
damping
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.)
Pending
Application number
JP3355592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Suzuki
哲夫 鈴木
Mitsuru Kageyama
満 蔭山
Yoshiko Matsuoka
佳子 松岡
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.)
Obayashi Corp
Tokico Ltd
Original Assignee
Obayashi Corp
Tokico Ltd
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 Obayashi Corp, Tokico Ltd filed Critical Obayashi Corp
Priority to JP3355592A priority Critical patent/JPH05231037A/en
Publication of JPH05231037A publication Critical patent/JPH05231037A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To determine whether the control gain is appropriate or not. CONSTITUTION:A memory 30 stores therein a detection signal from a sensor 15d corresponding to a displacement of a building 2 during no vibration control. A CPU 25 compares a detection signal from the sensor 15d upon vibration damping by an added mass 6 which is driven by an a.c. servo motor 8, with the detection signal stored in the memory 30, and determines that the control gain is inappropriate when the displacement upon vibration control is larger.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は制振装置に係り、特に、
付加質量を変位させて構造物の振動を制振する構成とし
た制振装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device, and more particularly,
The present invention relates to a vibration damping device having a structure for displacing an additional mass to damp the vibration of a structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばビル等の構造物においては地震あ
るいは風圧等による振動を制振するための制振装置が設
けられている。この種の制振装置では、主にビルの質量
に応じた所定の重量を有する付加質量を、ビルの振動状
態に応じて変位させる動吸振器を動作させてビルで発生
した振動を制振するようになっている。
2. Description of the Related Art For example, a structure such as a building is provided with a vibration damping device for damping vibrations caused by an earthquake or wind pressure. In this type of vibration damping device, the vibration generated in the building is damped by operating a dynamic vibration absorber that displaces an additional mass having a predetermined weight mainly depending on the mass of the building according to the vibration state of the building. It is like this.

【0003】従来の制振装置としては、例えば付加質量
をリニアベアリング等により摺動自在に支持するととも
に、付加質量に螺合するボールネジ等の伝達機構をモー
タ等により駆動し、付加質量が水平方向に往復動される
よう構成された動吸振器を有する装置が考えられてい
る。
As a conventional vibration damping device, for example, an additional mass is slidably supported by a linear bearing or the like, and a transmission mechanism such as a ball screw screwed to the additional mass is driven by a motor or the like, so that the additional mass is moved in the horizontal direction. Devices having a dynamic vibration absorber configured to be reciprocally moved have been considered.

【0004】そして、動吸振器はビルの変位及び速度に
応じた制御量を演算する制御装置からの駆動信号により
モータを駆動制御され、付加質量を移動させる。
Then, the dynamic vibration absorber drives and controls the motor by a drive signal from a control device which calculates a control amount according to the displacement and speed of the building, and moves the additional mass.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の制振装置では、
そのビルの構造に応じた制振制御系のゲインをコンピュ
ータによる振動モデルのシュミレーションにより決定
し、ビル屋上に設置する際に制振装置にゲインを設定し
ていた。
In the conventional vibration damping device,
The gain of the vibration suppression control system according to the structure of the building was determined by the simulation of the vibration model by the computer, and the gain was set to the vibration suppression device when installing on the roof of the building.

【0006】ところが、実際に地震又は風圧によりビル
が振動したとき、制振装置が制振動作する際にビルの変
位に対し、制御系のゲインが適切な値でないことがあ
る。その場合、付加質量の変位量、速度が小さすぎたり
又は大きすぎたりして良好な制振効果が得られないとい
った不都合が生ずる。
However, when the building actually vibrates due to an earthquake or wind pressure, the gain of the control system may not be an appropriate value for the displacement of the building when the vibration damping device performs the vibration damping operation. In that case, the displacement amount and speed of the additional mass are too small or too large, and a good vibration damping effect cannot be obtained.

【0007】しかるに、従来は制振装置の制御ゲイン又
はビルの固有振動数が上記コンピュータのシュミレーシ
ョンと不一致の場合、実際に制振装置の付加質量を移動
させてビルを加振し、その後制振動作させて、ビルの構
造に合ったゲインを決めなければならなかった。そのた
め、従来はビルを加振する際入居者に不快感を与えてし
まうばかりか、ビルに無理な加振力を作用させてしまう
おそれもあるといった課題がある。
However, conventionally, when the control gain of the vibration damping device or the natural frequency of the building does not match the simulation of the computer, the additional mass of the vibration damping device is actually moved to vibrate the building and then the vibration damping is performed. I had to make it, and I had to decide the gain that matched the structure of the building. Therefore, conventionally, there is a problem that not only the occupant feels uncomfortable when vibrating the building, but also an unreasonable vibrating force may be applied to the building.

【0008】さらに、ビル建設後数年経過すると、鉄骨
及びコンクリート等の結合部分に遊び又はずれ等が生ず
るため、ビル自体の固有振動数が経年変化した場合も制
振装置の制御ゲインが不適合となり、上記課題が生ず
る。そこで、本発明は上記課題を解決した制振装置を提
供することを目的とする。
Furthermore, after several years have passed since the building was constructed, play or displacement occurs in the joints of steel frames and concrete, so that the control gain of the vibration damping device becomes incompatible even if the natural frequency of the building itself changes over time. The above-mentioned problem occurs. Therefore, an object of the present invention is to provide a vibration damping device that solves the above problems.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、構造物の変位
を検出するセンサからの検出信号に基づいて駆動信号を
生成し、該駆動信号によりアクチュエータを駆動して付
加質量を移動させ、該構造物の振動を制振する制振装置
において、無制振時の前記構造物の変位に応じた前記セ
ンサからの検出信号を記憶する記憶手段と、該記憶手段
に記憶された検出信号と前記アクチュエータに駆動され
た前記付加質量による制振動作時の前記センサからの検
出信号とを比較し、制振動作時における制御系のゲイン
適否を判定するゲイン判定手段と、を備えてなることを
特徴とする。
According to the present invention, a drive signal is generated based on a detection signal from a sensor for detecting the displacement of a structure, and the actuator is driven by the drive signal to move an additional mass. In a vibration damping device for damping the vibration of a structure, a storage unit that stores a detection signal from the sensor according to the displacement of the structure when no vibration is suppressed, the detection signal stored in the storage unit, and the storage unit Gain determining means for comparing the detection signal from the sensor during the vibration damping operation by the additional mass driven by the actuator to determine whether or not the gain of the control system during the vibration damping operation is appropriate. And

【0010】[0010]

【作用】無制振時の構造物の変位を記憶させておいて、
制振時の構造物の変位と無制振時の構造物の変位とを比
較することにより構造物が制振されていれば制振時の変
位が小となり制御系のゲインが適切であることが判定さ
れ、逆に制振時に構造物が加振された場合制振時の変位
が大となってゲインが異常であることが判定される。
[Function] Memorizing the displacement of the structure without vibration control,
By comparing the displacement of the structure when vibration is suppressed and the displacement of the structure when it is not damped, if the structure is damped, the displacement at vibration suppression will be small and the gain of the control system will be appropriate. On the contrary, when the structure is vibrated during damping, it is determined that the displacement during damping becomes large and the gain is abnormal.

【0011】[0011]

【実施例】図1乃至図4に本発明になる制振装置の一実
施例を示す。
1 to 4 show an embodiment of a vibration damping device according to the present invention.

【0012】各図中、制振装置1は、大略、構造物とし
てのビル2の屋上に設置された動吸振器3が制御装置4
からの制御信号により制振動作してビル2の水平方向の
振動を制振する。
In each of the drawings, the vibration damping device 1 is generally a dynamic vibration absorber 3 installed on the roof of a building 2 as a structure, and a control device 4
The vibration is controlled by the control signal from the building 2 to suppress the horizontal vibration of the building 2.

【0013】動吸振器3は図2,図3に示す如くビル2
の屋上に設置された基台5上に付加質量6がX方向に摺
動する構成であり、付加質量6はビル2の総質量に対し
約0.5%程度の質量を有し、例えば5〜10t程度の
重量を有する。そのため、付加質量6は基台5上のリニ
アベアリング7により摺動自在を支持されている。
The dynamic vibration reducer 3 is a building 2 as shown in FIGS.
The additional mass 6 slides in the X direction on the base 5 installed on the rooftop of the building 2. The additional mass 6 has a mass of about 0.5% with respect to the total mass of the building 2, for example, 5 It has a weight of about 10 tons. Therefore, the additional mass 6 is slidably supported by the linear bearing 7 on the base 5.

【0014】又、基台5上にはアクチュエータとしての
ACサーボモータ(以下モータと言う)8、電磁ブレー
キ9が設けられており、モータ8の出力軸8aはカップ
リング10を介して軸受11,12に軸承されたボール
ねじ13に結合されている。ボールねじ13は付加質量
6に螺合して貫通している。従って、付加質量6はボー
ルねじ13の回転により基台5の凹部5a内を移動す
る。
Further, an AC servomotor (hereinafter referred to as a motor) 8 as an actuator and an electromagnetic brake 9 are provided on the base 5, and an output shaft 8a of the motor 8 has a bearing 11 via a coupling 10 and a bearing 11, It is connected to a ball screw 13 which is supported by 12. The ball screw 13 is screwed into the additional mass 6 and penetrates it. Therefore, the additional mass 6 moves in the recess 5 a of the base 5 by the rotation of the ball screw 13.

【0015】風圧又は地震発生によりビル2が振動する
と、制御装置4は後述するように振動の大きさに応じた
制御量を演算して動吸振器3のモータ8へ駆動信号を出
力する。モータ8は駆動信号の供給によりボールねじ1
3を回転させ、付加質量6をX方向(振動方向)に移動
させる。このとき、発生する付加質量6の慣性力の反作
用によりビル2の振動が制振される。
When the building 2 vibrates due to wind pressure or an earthquake, the control device 4 calculates a control amount according to the magnitude of the vibration and outputs a drive signal to the motor 8 of the dynamic vibration absorber 3 as described later. The motor 8 supplies the drive signal to the ball screw 1
3 is rotated to move the additional mass 6 in the X direction (vibration direction). At this time, the vibration of the building 2 is damped by the reaction of the generated inertial force of the additional mass 6.

【0016】尚、電磁ブレーキ9は制振モード時オフ状
態であり、電源をオフにされた停止モード時にボールね
じ13を回転不可状態に制動する。
The electromagnetic brake 9 is in the off state in the vibration damping mode, and brakes the ball screw 13 in the non-rotatable state in the stop mode in which the power is turned off.

【0017】ビル2の例えば1階,5階,10階,15
階の複数階には、ビル2の振動による変位及び速度を検
出するセンサ15a〜15dが設置されている。
Building 1, for example, 1st floor, 5th floor, 10th floor, 15
Sensors 15a to 15d that detect displacement and speed due to vibration of the building 2 are installed on a plurality of floors.

【0018】又、15階建てのビル2の屋上には風速
(V)を計測する風速計16が設置され、動吸振器3に
は付加質量6の変位、速度及び加速度を検出するセンサ
18が設けられている。センサ15a〜15d及びセン
サ18からの各検出信号はサーボアンプ19a〜19e
により増幅されて減算回路20に入力される。減算回路
20では1階の変位及び速度を基準として各階の実質的
な変位及び速度を算出する。つまり、減算回路20は5
階,10階,15階の各センサ15b〜15dにより検
出された変位及び速度から1階のセンサ15aにより検
出された変位及び速度を減算して1階の振動をゼロとし
たときの各階の振動の大きさを算出する。又、風速計1
6からの検出信号はアンプ21で増幅されて制御装置4
に入力される。
An anemometer 16 for measuring the wind speed (V) is installed on the roof of the 15-story building 2, and a sensor 18 for detecting the displacement, speed and acceleration of the additional mass 6 is installed on the dynamic vibration absorber 3. It is provided. The detection signals from the sensors 15a to 15d and the sensor 18 are servo amplifiers 19a to 19e.
Is input to the subtraction circuit 20. The subtraction circuit 20 calculates the actual displacement and velocity of each floor based on the displacement and velocity of the first floor. That is, the subtraction circuit 20 has 5
Vibration of each floor when the displacement and speed detected by the sensor 15a of the first floor is subtracted from the displacement and speed detected by the sensors 15b to 15d of the first floor, the tenth floor, and the fifteenth floor to make the vibration of the first floor zero. Calculate the size of. Also, anemometer 1
The detection signal from 6 is amplified by the amplifier 21 and the control device 4
Entered in.

【0019】22は地震計で、地面を伝播する縦方向の
地震波(P波)及び横方向の地震波(S波)を検出する
ように地面に埋没されている。尚、地震発生時地震計2
2からの検出信号はアンプ23で増幅されて制御回路4
に入力される。
A seismograph 22 is buried in the ground so as to detect a vertical seismic wave (P wave) and a lateral seismic wave (S wave) propagating on the ground. In addition, seismograph 2 at the time of earthquake occurrence
The detection signal from 2 is amplified by the amplifier 23, and the control circuit 4
Entered in.

【0020】制御装置4は、入力部としてのA/D変換
器24、動吸振器3への制御量を演算するCPU25、
出力部としてのD/A変換器26、I/Oインタフェー
ス回路27を有する。A/D変換器24はスイッチ28
を介して減算回路20と接続されており、減算回路20
から出力されたビル2及び付加質量6の変位、速度のア
ナログ信号をデジタル信号に変換してCPU25に出力
する。又、A/D変換器24には風速計16及び地震計
22からの検出信号も入力されており、これらの検出信
号をデジタル信号に変換してCPU25に出力する。
The control device 4 includes an A / D converter 24 as an input unit, a CPU 25 for calculating a control amount for the dynamic vibration absorber 3,
It has a D / A converter 26 as an output section and an I / O interface circuit 27. A / D converter 24 is a switch 28
Is connected to the subtraction circuit 20 via
The analog signals of the displacement and speed of the building 2 and the additional mass 6 output from the above are converted into digital signals and output to the CPU 25. Further, detection signals from the anemometer 16 and the seismograph 22 are also input to the A / D converter 24, and these detection signals are converted into digital signals and output to the CPU 25.

【0021】CPU25は後述するようにA/D変換器
24及びI/Oインタフェース回路27からの各信号に
基づいて動吸振器3の制御量を演算し、D/A変換器2
6へ出力する。又、D/A変換器26から出力された制
御量のデジタル信号はサーボドライバ29に入力され、
サーボドライバ29はCPU25で演算された制御量に
応じた駆動信号としてのトルク指令電流を動吸振器3の
モータ8に出力する。30はメモリで、後述する制振制
御の各プログラムが格納され、且つ制振制御に必要な各
演算の初期値及び地震フラグ、異常フラグ等を記憶す
る。
The CPU 25 calculates the control amount of the dynamic vibration reducer 3 based on each signal from the A / D converter 24 and the I / O interface circuit 27 as described later, and the D / A converter 2
Output to 6. Further, the digital signal of the control amount output from the D / A converter 26 is input to the servo driver 29,
The servo driver 29 outputs a torque command current as a drive signal corresponding to the control amount calculated by the CPU 25 to the motor 8 of the dynamic vibration reducer 3. Reference numeral 30 denotes a memory, which stores each program for damping control which will be described later, and stores initial values of each calculation required for damping control, an earthquake flag, an abnormality flag, and the like.

【0022】例えばメモリ30には、図4に示す如く、
CPU25が実行する制振モード設定プログラム30
A、ゲイン異常判定プログラム(異常判定手段)30
B、ゲイン切換プログラム30C、付加質量停止制御プ
ログラム30Dが記憶されている。ここで、各制御プロ
グラムの概要について説明する。
For example, in the memory 30, as shown in FIG.
Vibration suppression mode setting program 30 executed by the CPU 25
A, gain abnormality determination program (abnormality determination means) 30
B, a gain switching program 30C, and an additional mass stop control program 30D are stored. Here, an outline of each control program will be described.

【0023】まず、制振モード設定プログラム30A
は、通常は風圧制振モードの制振制御を行い、地震発生
により縦方向の地震波(P波)が検出されると、横方向
の地震波(S波)が伝播する前に地震制振モードに切換
えて最適制御を行う。そして、地震が終了しても所定時
間地震制振モードを継続してから風圧制振モードに戻す
ことにより段続的な地震にも対応できるよう制御を行
う。
First, the damping mode setting program 30A
Normally controls the wind pressure damping mode, and when a vertical seismic wave (P wave) is detected due to an earthquake, the seismic damping mode is set before the horizontal seismic wave (S wave) propagates. Switch to perform optimum control. Then, even if the earthquake ends, the seismic vibration suppression mode is continued for a predetermined time and then returned to the wind pressure suppression mode, so that control is performed so as to be able to cope with a series of earthquakes.

【0024】又、本発明の要部を形成するゲイン判定プ
ログラム30Bは、動吸振器3のゲインが適切であるか
否かを自己診断する機能を有し、例えば制振動作時のビ
ル2の2周期の最大値をチェックして振動が減衰せず加
振されたとき、ゲイン異常と判定し、動吸振器3を停止
させる。
Further, the gain judgment program 30B forming the essential part of the present invention has a function of self-diagnosing whether the gain of the dynamic vibration reducer 3 is proper, and for example, the building 2 of the building 2 during vibration damping operation. When the maximum value of two cycles is checked and the vibration is excited without being attenuated, it is determined that the gain is abnormal and the dynamic vibration reducer 3 is stopped.

【0025】又、ゲイン切換プログラム30Cでは、ビ
ル2の変位又は風圧、地震の大きさに応じて制振制御の
ゲインを切換える。尚、本実施例では後述するLQ(Li
nearQuadratic) 制御により動吸振器3を制振動作させ
ており、ゲインはLQ制御の演算過程で算出される。
The gain switching program 30C switches the gain of the vibration suppression control according to the displacement or wind pressure of the building 2 and the magnitude of the earthquake. In this embodiment, LQ (Li
The dynamic vibration absorber 3 is controlled by the near quadratic) control, and the gain is calculated in the calculation process of the LQ control.

【0026】又、付加質量停止制御プログラム30D
は、例えばビル2に過大変位が生じたとき動吸振器3の
付加質量6が基台5のストッパに衝突しないように付加
質量6の移動可能な動作範囲で付加質量6がゆるやかに
停止するようにモータ8の減速制御を行う。
Further, the additional mass stop control program 30D
Means that the additional mass 6 is gently stopped within the movable range of the additional mass 6 so that the additional mass 6 of the dynamic vibration absorber 3 does not collide with the stopper of the base 5 when the building 2 is excessively displaced. Thus, the deceleration control of the motor 8 is performed.

【0027】31は電源で、制御回路4及びサーボドラ
イバ29に接続されており、電源31とサーボドライバ
29との間には緊急停止用のスイッチ32が配設されて
いる。このスイッチ32は通常接点を有し、例えば過大
な地震が発生したときI/Oインタフェース回路27か
らの停止信号により励磁されて開成する。
A power source 31 is connected to the control circuit 4 and the servo driver 29, and an emergency stop switch 32 is provided between the power source 31 and the servo driver 29. The switch 32 normally has contacts, and is opened by being excited by a stop signal from the I / O interface circuit 27 when, for example, an excessive earthquake occurs.

【0028】33はハイパスフィルタで、センサ15a
からの検出信号がサーボアンプ19aを介して入力され
ると1次固有振動数以上の周波数成分のみをI/Oイン
タフェース回路27に出力する。CPU25はハイパス
フィルタ33からの信号が過大な場合I/Oインタフェ
ース回路27からスイッチ32に停止信号を出力させ
る。これによりスイッチ32が開成して動吸振器3への
電流供給が停止し、動吸振器3は停止モードとなる。そ
のため、過大な振動を制振するために付加質量6が急激
に駆動されてストッパ(基台5の凹部5aの側壁)に衝
突することが防止される。
Reference numeral 33 is a high-pass filter, which is a sensor 15a.
When the detection signal from is input through the servo amplifier 19a, only the frequency component having a primary natural frequency or higher is output to the I / O interface circuit 27. The CPU 25 causes the I / O interface circuit 27 to output a stop signal to the switch 32 when the signal from the high-pass filter 33 is excessive. As a result, the switch 32 is opened, the current supply to the dynamic vibration reducer 3 is stopped, and the dynamic vibration reducer 3 enters the stop mode. Therefore, it is possible to prevent the additional mass 6 from being rapidly driven to collide with the stopper (side wall of the recess 5a of the base 5) in order to suppress excessive vibration.

【0029】34は表示器で、動吸振器3の制御系ある
いは各センサ15a〜15d,18、風速計16、地震
計22等に異常があると、その異常内容等を表示して監
視員に知らせる。
Reference numeral 34 is an indicator, and when there is an abnormality in the control system of the dynamic vibration absorber 3 or each of the sensors 15a to 15d, 18, the anemometer 16, the seismograph 22, etc., the contents of the abnormality are displayed and displayed to the observer. Inform.

【0030】35は警報器で、異常発生時(アラーム)
を発する。
Reference numeral 35 is an alarm device, and when an abnormality occurs (alarm)
Emit.

【0031】次に、上記制振装置1が制振動作する際に
制御装置4のCPU25が実行する処理について、図5
乃至図7を参照して説明する。
Next, the process executed by the CPU 25 of the control device 4 when the vibration damping device 1 performs the vibration damping operation will be described with reference to FIG.
It will be described with reference to FIGS.

【0032】又、CPU25は例えば5msec毎に図5乃
至図7の処理を繰り返し実行している。
Further, the CPU 25 repeatedly executes the processing of FIGS. 5 to 7 every 5 msec, for example.

【0033】尚、制御装置4では予め演算処理を行う際
の初期設定が行なわれる。設定される初期値としては、
例えば、ビル2の最上階の最大変位(x4max) 、地震終
了後地震制振モード時間をカウントするタイマの時間
(数分間)te、地表変位1mの白色雑音(ホワイトノ
イズ)による応答シミュレーションによる無制振時の最
大変位の絶対値(xe unit) 、風速1m/sec 時の無制
振時の最大変位の絶対値(xw unit)、ビル2の振動の
2周期分の時間(Te)、付加質量6がストッパに衝突
せずに移動できるストローク限界位置、地震の縦方向の
地震波(P波)の下限値εp、地震の横方向の地震波
(S波)の下限値εs等があり、夫々メモリ30に記憶
される。
Note that the control device 4 is initialized in advance when performing arithmetic processing. As the initial value to be set,
For example, the maximum displacement of the top floor of the building 2 (x 4 max), the time of the timer that counts the seismic damping mode time after the earthquake (several minutes) te, the response simulation by the white noise (white noise) of the ground displacement of 1 m Absolute value of maximum displacement without vibration (xe unit), absolute value of maximum displacement without vibration with wind speed of 1 m / sec (xw unit), time for two cycles of vibration of building 2 (Te), There is a stroke limit position where the additional mass 6 can move without colliding with the stopper, a lower limit value εp of the seismic wave (P wave) in the longitudinal direction of the earthquake, a lower limit value εs of the seismic wave (S wave) in the lateral direction of the earthquake, etc., respectively. It is stored in the memory 30.

【0034】図5において、制御装置4のCPU25は
ステップS1(以下ステップを省略する)で制振システ
ムの異常チェックを行う。例えば動吸振器3の制御系又
はセンサ15a〜15d,18、地震計22、風速計1
6等に異常がないかどうかをチェックし、S2で異常な
しの場合はS3に移り地震計22からの地震波(P波、
S波)の検出信号を読み込む。
In FIG. 5, the CPU 25 of the control device 4 performs an abnormality check of the vibration damping system in step S1 (the following steps will be omitted). For example, the control system of the dynamic vibration absorber 3 or the sensors 15a to 15d, 18, the seismograph 22, the anemometer 1
If there is no abnormality in 6 etc., if there is no abnormality in S2, move to S3 and seismic wave (P wave,
The detection signal of (S wave) is read.

【0035】しかし、S2において、異常ありの場合は
図7に示すS4に移り、制御量uをゼロにするとともに
表示器34に異常発生を表示して、S36で制御量u=
0をD/A変換器26に出力してモータ8を停止させ動
吸振器3による制振動作を止める。そして、異常個所が
修理されて異常なしの状態に復帰するまでS1,S2,
S4,S36が繰り返される。
However, if there is an abnormality in S2, the process proceeds to S4 shown in FIG. 7, the control amount u is set to zero, and an abnormality is displayed on the display 34, and the control amount u =
0 is output to the D / A converter 26 to stop the motor 8 and stop the vibration damping operation by the dynamic vibration reducer 3. Then, until the abnormal point is repaired and the state returns to the normal state, S1, S2,
S4 and S36 are repeated.

【0036】S5では地震フラグ=0であるかどうかを
チェックする。地震フラグは通常地震のないとき(地震
発生前)“0”に設定され、地震発生と判断されたとき
“1”に設定される。
At S5, it is checked whether the earthquake flag = 0. The earthquake flag is set to "0" when there is no normal earthquake (before an earthquake occurs), and is set to "1" when it is determined that an earthquake occurs.

【0037】従って、地震フラグ=0のときはS6に至
り、縦方向の地震波(P波)の振幅Apが下限値εpよ
り大きいかどうかをチェックする。
Therefore, when the earthquake flag = 0, the process goes to S6, and it is checked whether the amplitude Ap of the longitudinal seismic wave (P wave) is larger than the lower limit value εp.

【0038】地震が発生すると、まず伝播速度の速い縦
方向の地震波(P波)がビル2に伝播し、やや遅れて横
方向の地震波(S波)が伝播する。ビル2のような構造
物は縦方向の振動には充分な強度を有するが、横方向の
振動の場合、共振現象があるので動吸振器3により制振
する必要がある。
When an earthquake occurs, first a vertical seismic wave (P wave) having a high propagation speed propagates to the building 2, and a lateral seismic wave (S wave) propagates with a slight delay. A structure such as the building 2 has sufficient strength for vertical vibration, but in the case of horizontal vibration, there is a resonance phenomenon, so it is necessary to suppress the vibration by the dynamic vibration reducer 3.

【0039】ビル2が横方向に振動する主な原因として
は、風圧の増大、地震による横揺れがある。風圧に
よるビル2の振動は振幅が同じでも低い周波数でゆっく
り振動する。これに対し、地震によるビル2の振動は急
激且つ複雑であるが風圧の場合に比べて高い周波数で激
しく揺れることが多い。
The main causes for the building 2 to vibrate in the lateral direction are an increase in wind pressure and rolling due to an earthquake. The vibration of the building 2 due to wind pressure vibrates slowly at a low frequency even if the amplitude is the same. On the other hand, the vibration of the building 2 due to the earthquake is abrupt and complicated, but often violently shakes at a higher frequency than in the case of wind pressure.

【0040】そのため、CPU25は、通常は図6に示
す風圧による振動に適した風圧制振モードの処理を実行
し、地震発生時は図5に示すS6以下及び図7に示す地
震による振動に適した地震制振モードの処理を実行す
る。
Therefore, the CPU 25 normally executes the processing of the wind pressure damping mode suitable for the vibration due to the wind pressure shown in FIG. 6, and when the earthquake occurs, it is suitable for the vibrations after S6 shown in FIG. 5 and the vibration caused by the earthquake shown in FIG. The seismic damping mode processing is executed.

【0041】ここでは、先に通常実行される風圧制振モ
ードの処理について説明し、その後地震制振モードの処
理について説明することにする。
Here, the processing of the wind pressure damping mode that is normally executed will be described first, and then the processing of the earthquake damping mode will be described.

【0042】I「風圧制振モード」 上記ステップS6において、P波の振幅Apが下限値ε
pより小さいときは、図6に示すS7に移り地震フラグ
を“0”に設定するとともに表示器34に「風圧制振モ
ード」を表示する。
I "Wind Pressure Damping Mode" In step S6, the amplitude Ap of the P wave is the lower limit value ε.
If it is smaller than p, the flow shifts to S7 shown in FIG. 6 to set the earthquake flag to "0" and display "wind pressure damping mode" on the display 34.

【0043】続いてS8では、ゲイン異常検出のための
ピークホールド用のタイマtを1インクリメントして、
S9でビル2の一次モードの固有周期に基づく2周期分
の時間Tが経過したかどうかをチェックする。尚、2周
期分の時間Tは予めメモリ30に入力されており、T=
2(2π/ω1 )×Fの式により決まる。但し、ω1
ビル2の一次モードの固有振動数(0.5rad/S)、Fは
制御のサンプリング周波数(200Hz)である。
Then, in S8, the peak hold timer t for detecting the gain abnormality is incremented by 1,
In S9, it is checked whether or not the time T for two cycles based on the natural cycle of the primary mode of the building 2 has elapsed. It should be noted that the time T for two cycles is previously input to the memory 30, and T =
It is determined by the formula of 2 (2π / ω 1 ) × F. However, ω 1 is the natural frequency of the primary mode of the building 2 (0.5 rad / S), and F is the sampling frequency of control (200 Hz).

【0044】S9において、まだ2周期分の時間Tが経
過していないときは、後述するS10〜S12の処理を
実行せずに、S13に移りビル2の複数階に設置された
各センサ15a〜15d及び付加質量6のセンサ18に
より検出された変位及び速度、加速度《X》(以下、状
態変位ベクトルを《X》で表わす)を読み込む。従っ
て、タイマtの時間が2周期分の時間Tになるまでビル
2及び付加質量6の変位及び速度、加速度《X》が読み
込まれてメモリ30に記憶される。
In S9, when the time T for two cycles has not yet elapsed, the process proceeds to S13 without executing the processes of S10 to S12, which will be described later, and the sensors 15a to 15a installed on the plurality of floors of the building 2 to The displacement, velocity, and acceleration << X >> (hereinafter, state displacement vector is represented by << X >>) detected by the sensor 18 of 15d and the additional mass 6 are read. Therefore, the displacement, velocity and acceleration << X >> of the building 2 and the additional mass 6 are read and stored in the memory 30 until the time of the timer t reaches the time T of two cycles.

【0045】しかし、S9において、時間Tが経過した
ときは、S10に移り最上階の変位のリミット値X4 lm
t を風速1m/s 時の無制振時の最大変位の絶対値(Xw
unit)に最大風速wpを乗算した値に更新する(S1
0)。続いて、S11でメモリ30に記憶されたビル2
の最上階の最大変位|X4 max |とS10のリミット値
4 lmt とを比較する(ゲイン判定手段)。
However, in S9, when the time T has elapsed, the process proceeds to S10 and the limit value X 4 lm of the displacement of the top floor is set.
t is the absolute value of the maximum displacement (Xw
(unit) is updated to the value obtained by multiplying the maximum wind speed wp (S1
0). Subsequently, the building 2 stored in the memory 30 in S11
The maximum displacement | X 4 max | of the uppermost floor of is compared with the limit value X 4 lmt of S10 (gain determination means).

【0046】S11において、最大変位X4 max の値が
リミット値X4 lmt より小さい場合にはビル2の振動が
動吸振器3の制振動作により減衰しているため、異常な
しと判定し、S12でメモリ30に記憶された最大変位
4 max 、タイマt、最大風速wpの各値をゼロリセッ
トする。そして、S13で各センサ15a〜15dによ
り検出されたビル2及び付加質量6の変位及び速度、加
速度《X》を読み込む。
In S11, when the value of the maximum displacement X 4 max is smaller than the limit value X 4 lmt, the vibration of the building 2 is damped by the vibration damping operation of the dynamic vibration absorber 3, and it is determined that there is no abnormality. In S12, the values of the maximum displacement X 4 max, the timer t, and the maximum wind speed wp stored in the memory 30 are reset to zero. Then, in S13, the displacements and velocities of the building 2 and the additional mass 6 and the accelerations << X >> detected by the sensors 15a to 15d are read.

【0047】しかし、S11において、最大変位X4 ma
x がリミット値X4 lmt より大きい場合には動吸振器3
が制振動作しているにも拘らずビル2が加振されて振動
が大きくなっているため、制御ゲイン《F》(以下、制
御ゲインベクトルを《F》で表わす)が異常であると判
定し、S14で異常フラグ=1を設定して警報を発す
る。そして、前述したS4に移り、制御量uをゼロにす
るとともに表示器34に「制御ゲイン異常」を表示し、
さらにS36で制御量u=0を出力して動吸振器3を停
止させる。
However, in S11, the maximum displacement X 4 ma
If x is larger than the limit value X 4 lmt, the dynamic vibration absorber 3
Although the building 2 is being vibrated and the vibration is large even though the control gain is being controlled, it is determined that the control gain << F >> (hereinafter, the control gain vector is represented by << F >>) is abnormal. Then, in S14, the abnormality flag = 1 is set and an alarm is issued. Then, the flow shifts to S4 described above, the control amount u is set to zero, and "control gain abnormality" is displayed on the display 34,
Further, in S36, the controlled variable u = 0 is output to stop the dynamic vibration reducer 3.

【0048】このように、ビル2の最大変位X4 max が
無制振時のリミット値X4 lmt を基準にして制振動作時
のビル2の最大変位がこのリミット値より大きい場合、
制御系のゲインが適切でないと自己診断できるので、作
業員が動吸振器3の動きをチェックせずに済みより安全
であり、ゲイン不適切であれば制振動作を停止させてビ
ル2がそれ以上加振されることを防止できる。
As described above, when the maximum displacement X 4 max of the building 2 is larger than the limit value X 4 lmt when the vibration is suppressed, the maximum displacement X 4 max of the building 2 is larger than this limit value.
Since it is possible to self-diagnose that the gain of the control system is not appropriate, it is safer because the worker does not have to check the movement of the dynamic vibration reducer 3. If the gain is inappropriate, the vibration damping operation is stopped and the building 2 The above vibration can be prevented.

【0049】尚、上記のようにゲイン不適切で停止した
場合、制御系のゲインを徐々に変更して制振動作させる
ことによりS11で異常なしと自己診断できるので、ビ
ル2を無理に加振することを防止してビルの安全性の向
上が図られている。しかも、経年変化により鉄骨、コン
クリート等に遊び又はずれ等が生じてビル2の固有振動
数が変化して制振効果が得られない場合でも、S11に
おいてゲイン異常を判定することができる。
In the case where the gain 2 is stopped due to inappropriate gain as described above, it is possible to self-diagnose that there is no abnormality in S11 by gradually changing the gain of the control system to perform the vibration damping operation. It is intended to improve the safety of the building by preventing this. Moreover, even if the natural frequency of the building 2 changes due to play or displacement of the steel frame, concrete, etc. due to aging and the damping effect cannot be obtained, the gain abnormality can be determined in S11.

【0050】ここで、上記ゲイン異常判定を実験データ
を参照して説明する。図8に風速1m/s のときのビル2
の最上階(msn)の変位Xsnの一例としての波形図を示
す。図8の実験結果ではビル2に一定時間入力が続くと
周波数0.6Hz において±0.24mの振幅でビル2
の最上階が振動し続けることがわかった。
Here, the above gain abnormality determination will be described with reference to experimental data. Fig. 8 shows building 2 at a wind speed of 1 m / s
The waveform diagram as an example of the displacement Xsn of the uppermost floor (msn) of FIG. According to the experimental result of FIG. 8, when the building 2 is continuously input for a certain time, the amplitude of the building 2 is ± 0.24 m at the frequency of 0.6 Hz.
It turned out that the top floor of the building continued to vibrate.

【0051】図9は上記制振装置1による制振動作中の
最上階の変位の波形図である。2周期分の振動の最大値
がP0 となると、風速の大きさが0.8m/s のときの最
大振幅X4 max が0.24×0.8=0.192m以下
になれば良い。
FIG. 9 is a waveform diagram of the displacement of the uppermost floor during the damping operation by the damping device 1. When the maximum value of vibration for two cycles is P 0 , the maximum amplitude X 4 max at the wind speed of 0.8 m / s should be 0.24 × 0.8 = 0.192 m or less.

【0052】図7において、最大値P0 は−0.12m
であり、0.192>|Pa|であるので、制御系のゲ
インは適切な値であることが上記S11で判定される。
In FIG. 7, the maximum value P 0 is -0.12 m.
Since 0.192> | Pa |, it is determined in S11 that the gain of the control system is an appropriate value.

【0053】図6に戻って、S15では最上階の変位X
4 の絶対値|X4 |がメモリ30に記憶された前回の最
大変位X4 max より大きいかをチェックする。今回の変
位X 4 の絶対値|X4 |の方が大きい場合にはS16に
移り最大変位X4 max を今回の変位X4 の絶対値|X4
|に更新してメモリ30に記憶してS17に移る。又、
今回の変位X4 の絶対値|X4 |の方が小さい場合に
は、更新せずにS17に移り風速計16により検出され
た風速wを読み込む。
Returning to FIG. 6, in S15, the displacement X of the top floor is determined.
FourAbsolute value of | XFourIs the most recent value stored in memory 30
Large displacement XFourCheck if it is greater than max. This strange
Rank X FourAbsolute value of | XFourIf | is larger, go to S16
Maximum displacement XFourmax is the current displacement XFourAbsolute value of | XFour
It is updated to | and stored in the memory 30, and the process proceeds to S17. or,
This time displacement XFourAbsolute value of | XFourWhen | is smaller
Moves to S17 without updating and is detected by the anemometer 16.
Read the wind speed w.

【0054】次のS18では今回検出された風速wの絶
対値|w|がメモリ30に記憶されている最大風速wp
より大きいかどうかをチェックしており、今回の風速w
の絶対値|w|の方が大きい場合にはS19に移り最大
風速wpを今回の値に更新してS20に至る。
At the next step S18, the absolute value | w | of the wind speed w detected this time is the maximum wind speed wp stored in the memory 30.
I am checking if it is larger than this, this time the wind speed w
When the absolute value | w | of is larger, the process moves to S19, the maximum wind speed wp is updated to the current value, and the process goes to S20.

【0055】又、今回の風速の方が小さい場合には、更
新せずに、S20に移り動吸振器3への制御量uを演算
する。
If the current wind speed is lower, the control amount u to the dynamic vibration absorber 3 is calculated without updating, and the process proceeds to S20.

【0056】S20では後述するLQ制御による風圧制
振モードの制御ゲイン《F》が求められ、次式(1)
At S20, the control gain << F >> in the wind pressure damping mode by the LQ control, which will be described later, is obtained, and the following equation (1) is obtained.

【0057】[0057]

【数1】 [Equation 1]

【0058】により制御量uが算出される。そして、風
圧制振モードにより算出された制御量uはS36で出力
される。
The control amount u is calculated by the following. Then, the control amount u calculated in the wind pressure damping mode is output in S36.

【0059】従って、通常地震のないときはS7〜S2
0の処理が実行され、風等の比較的小さな外力による変
位に対応したゲイン、即ちビル2が振動しない場合のゲ
イン《Fw》を用いて動吸振器3を制御するため、風圧
によるゆっくりとした変位を制振するのに最適な速度で
付加質量6を移動させて良好に制振できる。
Therefore, when there is no normal earthquake, S7 to S2
Since the process of 0 is executed and the dynamic vibration absorber 3 is controlled by using the gain corresponding to the displacement caused by a relatively small external force such as wind, that is, the gain << Fw >> when the building 2 does not vibrate, the dynamic vibration absorber 3 is controlled slowly by wind pressure. The additional mass 6 can be moved at a speed suitable for damping the displacement, and good damping can be achieved.

【0060】II「地震制振モード」 図5に示すS6において、地震発生により地震が伝播さ
れ、地震計22により検出された縦方向の地震波(P
波)が下限値εp以上になると、地震制振モードが設定
される。即ち、S6において、P波が振幅Ap>εpで
あるときは、S21に移り地震フラグを“1”にして地
震制振モードとなる。
II "Earthquake damping mode" In S6 shown in FIG. 5, the seismic wave is propagated by the occurrence of the earthquake, and the longitudinal seismic wave (P
When the wave) becomes equal to or higher than the lower limit value εp, the seismic damping mode is set. That is, in S6, when the P wave has the amplitude Ap> εp, the process proceeds to S21 and the earthquake flag is set to "1" to enter the seismic damping mode.

【0061】次のS22からS30の処理は前述した風
圧制振モードのS8からS16と同様ゲイン異常判定を
行っており、ビル2の最上階の一次モードの固有周期に
基づく2周期分の変位をチェックしてその間の最大値X
4 max が地震によるリミット値X4 lmt より小さくなっ
ていれば、正常な制振制御が行なわれ、逆に今回の最大
変位X4 max がリミット値X4 lmt より大きくなったと
きはゲイン不適切と判定する。
In the next processing of S22 to S30, the gain abnormality determination is performed similarly to S8 to S16 of the wind pressure damping mode described above, and the displacement of two cycles based on the natural cycle of the primary mode of the top floor of the building 2 is performed. Check and check maximum value X
If 4 max is smaller than the limit value X 4 lmt due to the earthquake, normal damping control is performed. Conversely, if the maximum displacement X 4 max this time is larger than the limit value X 4 lmt, the gain is inappropriate. To determine.

【0062】従って、地震制振モード時でもゲイン異常
があればS25において、ゲインが適切か否かを判定す
ることができ、この場合も前述した風圧制振モードで説
明した同様な効果が得られる。
Therefore, if there is a gain abnormality even in the seismic damping mode, it is possible to determine in S25 whether or not the gain is appropriate. In this case as well, the same effect as described in the wind pressure damping mode can be obtained. ..

【0063】S31では、地震計22により検出された
横方向の地震波(S波)の振幅が下限値εsより小さい
かどうかをチェックする。従って、S31において震源
地からの地震(S波)が地震計22により検出されS波
の振幅Asが下限値εsより大きいときは、S32に移
り地震制振モード用タイマteをゼロリセットして、S
33〜S36でビル2の変位の大きさに応じた制御量u
を算出して付加質量6を移動させる。
At S31, it is checked whether the amplitude of the lateral seismic wave (S wave) detected by the seismograph 22 is smaller than the lower limit value εs. Therefore, when an earthquake (S wave) from the epicenter is detected by the seismograph 22 in S31 and the amplitude As of the S wave is larger than the lower limit value εs, the process proceeds to S32 and the seismic vibration suppression mode timer te is reset to zero, S
In 33 to S36, the control amount u according to the magnitude of the displacement of the building 2
Is calculated and the additional mass 6 is moved.

【0064】しかし、S31において、縦方向の地震波
(P波)が検出されたか、まだ横方向の地震波(S波)
が検出されていないときは、S37に移りタイマteを
インクリメントしてS38でタイマteのカウント時間
が予めメモリ30に設定された待機時間Te(数分間程
度)に達したかどうかを見る。そして、まだ待機時間T
eに達していないとき(te<Te)は、S33の処理
に移る。従って、S6で縦方向の地震波(P波)が検出
されて横方向の地震波(S波)が検出されるまでの間は
地震制振モードの待機状態が維持される。
However, in S31, a vertical seismic wave (P wave) is detected, or a horizontal seismic wave (S wave) is still detected.
If is not detected, the process proceeds to S37, where the timer te is incremented, and it is checked in S38 whether the count time of the timer te has reached the standby time Te (about several minutes) preset in the memory 30. And still waiting time T
If e has not been reached (te <Te), the process proceeds to S33. Therefore, the standby state of the seismic damping mode is maintained until the vertical seismic wave (P wave) is detected in S6 and the horizontal seismic wave (S wave) is detected.

【0065】地震波は前述したようにP波が先に伝播さ
れ、若干遅れてS波が伝播される。そして、上記のよう
に地震制振モードで待機しているときに、下限値εsよ
りも大きい地震波(S波)が検出されると、前述の如く
S32でタイマteをゼロリセットする。
As described above, the P wave of the seismic wave propagates first, and the S wave propagates with a slight delay. When a seismic wave (S wave) larger than the lower limit εs is detected while waiting in the seismic damping mode as described above, the timer te is reset to zero in S32 as described above.

【0066】続いて、S波の振幅Asが前記メモリ30
に記憶された最大振幅epより大きいかどうかをチェッ
クする(S33)。今回の振幅Asの方が大きい場合に
は、S34で最大振幅epを今回の振幅に更新してメモ
リ30に記憶させ、S35に至る。
Subsequently, the amplitude As of the S wave is determined by the memory 30.
It is checked whether it is larger than the maximum amplitude ep stored in (S33). If the current amplitude As is larger, the maximum amplitude ep is updated to the current amplitude in S34 and stored in the memory 30, and the process proceeds to S35.

【0067】又、今回のS波の振幅の方が小さい場合に
は、更新せずにS35に移り動吸振器3への制御量uを
演算する。
When the amplitude of the S wave this time is smaller, the control amount u for the dynamic vibration absorber 3 is calculated without updating and the process proceeds to S35.

【0068】S35では、後述するLQ制御による地震
制振モードの制御ゲイン《F》が求められ、次式(2)
At S35, the control gain << F >> of the seismic vibration suppression mode by the LQ control, which will be described later, is obtained, and the following equation (2) is obtained.

【0069】[0069]

【数2】 [Equation 2]

【0070】により制御量uが算出される。そして、地
震制振モードにより算出された制御量uはS36で出力
される。又、次回の処理のときにはS21で地震フラグ
=1が設定されているので、S5から直接S22の処理
に移り、S6,S21を省略する。
The control amount u is calculated by Then, the control amount u calculated in the seismic damping mode is output in S36. In the next process, since the earthquake flag = 1 is set in S21, the process directly moves from S5 to S22, and S6 and S21 are omitted.

【0071】従って、地震波(S波)が伝播したときは
S21〜S40の処理が実行され、地震による急激な変
位に対応したゲイン、即ちビル2が高周波数で振動した
場合のゲイン《Fe》を用いて動吸振器3を制御するた
め、横方向の地震による急激な振動を制振するのに最適
な速度で付加質量6を移動させて良好に制振できる。従
って、地震発生時急激な変位が検出されても付加質量6
が基台5のストッパに衝突するまで駆動されず、従来の
ようにリミットスイッチをオンにして停止状態となり制
振できなくなったり、あるいはストッパへの衝撃がビル
2に伝わってしまうといった不都合が生じないようにな
っている。
Therefore, when the seismic wave (S wave) propagates, the processing of S21 to S40 is executed, and the gain corresponding to the abrupt displacement due to the earthquake, that is, the gain << Fe >> when the building 2 vibrates at a high frequency is set. Since the dynamic vibration reducer 3 is controlled by using the vibration absorber 3, the additional mass 6 can be moved at a speed suitable for suppressing abrupt vibration due to a lateral earthquake to effectively suppress the vibration. Therefore, even if a sudden displacement is detected when an earthquake occurs, the additional mass 6
Is not driven until it collides with the stopper of the base 5, the limit switch is turned on and the vibration cannot be suppressed as in the conventional case, and the impact to the stopper is not transmitted to the building 2. It is like this.

【0072】又、上記地震波(S波)が止まり下限値ε
p以下になったときは、すぐに風圧制振モードに切換わ
らず、S31からS37に移りタイマteをインクリメ
ントして待機時間Teを経過するまで(S38)地震制
振モードが継続される。従って、一旦地震が止まっても
余震あるいは再び地震波が伝播されるような段続的な地
震の場合でも地震停止後所定時間Teの間地震制振モー
ドが維持されているので、余震あるいは2回目,3回目
…の地震による急激な入力変化に対してもビル2を良好
に制振することができる。
The seismic wave (S wave) stops and the lower limit value ε
When it becomes equal to or less than p, the seismic vibration suppression mode is continued until the wind pressure vibration suppression mode is switched to immediately, the process moves from S31 to S37, the timer te is incremented and the waiting time Te elapses (S38). Therefore, even if the aftershock or a series of earthquakes in which the seismic wave propagates again even if the earthquake stops, the seismic damping mode is maintained for the predetermined time Te after the earthquake stops, so The building 2 can be satisfactorily damped even against a sudden input change caused by the third earthquake.

【0073】そして、S38において、予め設定された
待機時間Teが経過しても地震が発生しないときは、S
39に移り地震フラグを“0”にしてS40で最大振幅
epをゼロリセットする。そして、前述したS35,S
36の処理を実行する。また、S40-1でタイマteを
クリアする。
Then, in S38, if the earthquake does not occur even after the preset waiting time Te has passed, S
In 39, the earthquake flag is set to "0" and the maximum amplitude ep is reset to zero in S40. Then, the above-mentioned S35, S
The process of 36 is performed. In addition, to clear the timer te in S40 -1.

【0074】そのため、次回の処理ではS6でP波の振
幅が下限値εpより小さい場合、再び風圧制振モードに
戻る。
Therefore, in the next processing, when the amplitude of the P wave is smaller than the lower limit value εp in S6, the wind pressure damping mode is returned to again.

【0075】このように、地震制振モード中に地震が止
でもすぐに風圧制振モードに切換えず地震制振モードが
時間Teの間継続されるため、段続的な地震があっても
地震による急激な変位に応じたゲイン《Fe》で動吸振
器3を制御することができる。
As described above, even if the earthquake stops during the seismic vibration suppression mode, the seismic vibration suppression mode is continued for the time Te without immediately switching to the wind pressure suppression mode. The dynamic vibration reducer 3 can be controlled by the gain << Fe >> according to the abrupt displacement due to.

【0076】ここで、上記S20,S35における制御
量uを演算する際の演算方法について説明する。
Here, the calculation method for calculating the control amount u in S20 and S35 will be described.

【0077】まず、風圧制御モードのゲイン《Fw》と
地震制振モードのゲイン《Fe》の決定について説明す
る。ゲイン《Fw》,《Fe》を求めるに際して、図8
に示すようなN階建てのビル2と動吸振器3との力学モ
デルを考える。尚、図8中mは質量、Kはばね要素、C
は減衰要素である。そして、図8の力学モデルに関する
最適レギュレータを設計し、これを制振装置1に適用す
る。
First, the determination of the wind pressure control mode gain << Fw >> and the seismic vibration suppression mode gain << Fe >> will be described. When obtaining the gains << Fw >> and << Fe >>, FIG.
Consider a dynamic model of the N-story building 2 and the dynamic vibration absorber 3 as shown in FIG. In FIG. 8, m is a mass, K is a spring element, C
Is a damping element. Then, an optimum regulator for the dynamic model of FIG. 8 is designed and applied to the vibration damping device 1.

【0078】即ち、LQ(Linear Quadratic) 制御と呼
ばれる方法で評価関数Jを求め、評価関数Jが最小にな
るように制御系のゲインFw,Feを決定する。
That is, the evaluation function J is obtained by a method called LQ (Linear Quadratic) control, and the gains Fw and Fe of the control system are determined so that the evaluation function J is minimized.

【0079】力学モデルは1階からN階まで質量msi の
質点と、剛性ksi のばね減衰定数csi の減衰要素で構成
する。また、動吸振器3は付加質量maと制御量uで表わ
す。又、各階の絶対変位をysi、動吸振器3の変位をy
a とする。ここで、地面階ysoと各階の相対変位xsi
は、 xsi=ysi−yso …(3) と表わされ、最上階(mSN)と動吸振器3の付加質量6
(ma)との相対変位xaは、 xa=ya−ySN …(4) と表わされる。
The dynamic model is composed of mass points of mass msi and damping elements of spring damping constant csi of rigidity ksi from the first floor to the Nth floor. Further, the dynamic vibration reducer 3 is represented by the additional mass ma and the control amount u. Also, the absolute displacement of each floor is ysi, and the displacement of the dynamic vibration absorber 3 is y
Let a. Here, the ground floor yso and the relative displacement xsi of each floor
Is expressed as xsi = ysi−yso (3), and the added mass 6 of the top floor (m SN ) and the dynamic vibration absorber 3
The relative displacement xa with respect to (ma) is expressed as xa = ya−y SN (4).

【0080】状態変位ベクトル《X》をState displacement vector << X >>

【0081】[0081]

【数3】 [Equation 3]

【0082】とすると、(但し、Then, (however,

【0083】[0083]

【数4】 [Equation 4]

【0084】は夫々付加質量6の変位、速度、加速度
で、XS1〜XsNはビル2の変位、
Is the displacement, velocity and acceleration of the additional mass 6, respectively, and X S1 to X sN are the displacements of the building 2,

【0085】[0085]

【数5】 [Equation 5]

【0086】はビル2の速度である。)この系の状態方
程式は、
Is the speed of building 2. ) The equation of state of this system is

【0087】[0087]

【数6】 [Equation 6]

【0088】と表され、Is expressed as

【0089】[0089]

【数7】 [Equation 7]

【0090】但し、Iは単位行列、Oはゼロ行列であ
る。
However, I is a unit matrix and O is a zero matrix.

【0091】[0091]

【数8】 [Equation 8]

【0092】質量マトリクスM、剛性マトリクスK、減
衰マトリクスCは、
The mass matrix M, stiffness matrix K and damping matrix C are

【0093】[0093]

【数9】 [Equation 9]

【0094】と表わすことができる。ここで、ビル2の
変位を抑えることを目的として、次のような評価関数J
を設定する。
It can be expressed as Here, in order to suppress the displacement of the building 2, the following evaluation function J
To set.

【0095】[0095]

【数10】 [Equation 10]

【0096】但し、《X》は各質点の状態量、(《X》
T 《X》は面積に比例)、Qはフィードバック量に対す
る重み、Rは動吸振器uに関する制約である。よって、
Rが小のとき付加質量6の加速度が大となり、Rが大の
とき付加質量6の加速度が小となる。
However, << X >> is the state quantity of each mass point, (<< X >>
T << X >> is proportional to the area), Q is a weight for the feedback amount, and R is a constraint regarding the dynamic vibration reducer u. Therefore,
When R is small, the acceleration of the additional mass 6 is large, and when R is large, the acceleration of the additional mass 6 is small.

【0097】ここで、Here,

【0098】[0098]

【数11】 [Equation 11]

【0099】である。よって、ゲイン《Fw》及び《F
e》は、 《F》=R-1T P …(14) で表わされ、Pはリカッチ(Riccati)方程式(15)の
解として求められる。
It is Therefore, the gain << Fw >> and << F
e "is," F "= represented by R -1 B T P ... (14 ), P is determined as a solution of Riccati (Riccati) Equation (15).

【0100】 AT P+PA+Q−PBR-1T P=0 …(15) 尚、重みQ,Rにおいて、ゲイン《Fw》,《Fe》に
対応する動吸振器3の変位係数qa、付加質量6の加速
度の係数Rをそれぞれ風圧用のqw,rw、地震用のq
e,reとすると、風圧よりも地震による外力が数倍大
きいので、 qw≪qe,rw≪re と設定し上記の手順でゲインFを求める。
[0100] A T P + PA + Q- PBR -1 B T P = 0 ... (15) The weight Q, in R, the gain "Fw", displacement factor of the dynamic vibration reducer 3 corresponding to "Fe" qa, additional mass 6 The acceleration coefficient R of qw and rw for wind pressure and q for earthquake
If e and re, the external force due to the earthquake is several times larger than the wind pressure, so set qw << qe, rw << re and obtain the gain F by the above procedure.

【0101】このようにして得られたゲインFに基づい
て制御量uが算出され、動吸振器3のモータ8に出力さ
れる。よって、付加質量6は風圧制振モード時はゲイン
《Fw》による制御量uにより制御されて制振方向に移
動し、地震制振モード時はゲイン《Fe》による制御量
uにより制振動作するように駆動される。
The control amount u is calculated based on the gain F obtained in this way, and is output to the motor 8 of the dynamic vibration reducer 3. Therefore, the additional mass 6 moves in the damping direction by being controlled by the control amount u by the gain << Fw >> in the wind pressure damping mode, and performs the damping operation by the control amount u by the gain << Fe >> in the earthquake damping mode. To be driven.

【0102】尚、上記実施例では、ビル2の制振を行う
制振装置を一例として挙げたが、これに限らず上記動吸
振器3をビル以外の構造物(例えば橋梁、鉄塔、高架建
築物、スタジアム等)にも適用できるのは勿論である。
In the above embodiment, the vibration damping device for damping the building 2 is given as an example, but the invention is not limited to this, and the dynamic vibration absorber 3 is not limited to the structure (for example, a bridge, a tower, an elevated building). Of course, it can also be applied to objects, stadiums, etc.).

【0103】[0103]

【発明の効果】上述の如く、本発明になる制振装置は、
無制振時の構造物の変位を基準にして制振動作時の構造
物の変位がこの基準値より大きい場合、制御系のゲイン
が不適切であると自己診断できるので、作業員が直接付
加質量の動きをチェックせずに済みより安全であり、例
え制振装置のゲインを構造物の変位に対して適切な値で
なくても直ちに制振動作を停止させて構造物がそれ以上
加振されることを防止できる。
As described above, the damping device according to the present invention is
If the displacement of the structure during vibration control is greater than this reference value based on the displacement of the structure during non-vibration, self-diagnosis can be made that the gain of the control system is inadequate. It is safer than checking the movement of mass. Even if the gain of the vibration damping device is not an appropriate value for the displacement of the structure, the vibration damping operation is immediately stopped and the structure is further excited. Can be prevented.

【0104】従って、ゲイン不適切と判定された後、制
御系のゲインを徐々に変更し、適切な値となったときゲ
イン異常なしと自己診断できるので、構造物を無理に加
振することを防止でき、安全性の向上が図られている。
又、経年変化により構造物の固有振動数が変化して制振
効果が得られない場合でも、その時点でゲイン異常を判
定し、付加質量の変位量、速度が構造物の振動に対して
小さすぎたり又は大きすぎたりすることを防止できる等
の特長を有する。
Therefore, after it is determined that the gain is inappropriate, the gain of the control system is gradually changed, and when it becomes an appropriate value, it can be self-diagnosed that there is no gain abnormality. Therefore, it is necessary to force the structure to vibrate. It can be prevented and safety is improved.
Even if the natural frequency of the structure changes due to aging and the damping effect cannot be obtained, abnormal gain is judged at that time, and the displacement amount and speed of the added mass are small with respect to the vibration of the structure. It has the feature that it can be prevented from being too large or too large.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明になる制振装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vibration damping device according to the present invention.

【図2】動吸振器の正面図である。FIG. 2 is a front view of a dynamic vibration reducer.

【図3】動吸振器の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of a dynamic vibration reducer.

【図4】メモリに記憶された項目を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing items stored in a memory.

【図5】制振装置のCPUが実行する処理を説明するた
めのフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a process executed by the CPU of the vibration damping device.

【図6】図5の処理に続いて実行される風圧制振モード
の処理を説明するためのフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining processing in a wind pressure damping mode that is executed subsequent to the processing in FIG.

【図7】図5の処理に続いて実行される地震制振モード
の処理を説明するためのフローチャートである。
FIG. 7 is a flow chart for explaining a process of seismic damping mode that is executed subsequent to the process of FIG.

【図8】無制振時のビルの最大振幅を示す波形図であ
る。
FIG. 8 is a waveform diagram showing the maximum amplitude of a building without vibration damping.

【図9】無制振時のビルの最大振幅を示す波形図であ
る。
FIG. 9 is a waveform diagram showing the maximum amplitude of a building when vibration is not damped.

【図10】ビル及び動吸振器の振動モデルを示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a vibration model of a building and a dynamic vibration reducer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制振装置 2 ビル 3 動吸振器 4 制御装置 6 付加質量 8 ACサーボモータ 15a〜15d,18 センサ 16 風速計 22 地震計 25 CPU 33 ハイパスフィルタ 1 Vibration Control Device 2 Building 3 Dynamic Vibration Absorber 4 Control Device 6 Additional Mass 8 AC Servo Motor 15a to 15d, 18 Sensor 16 Anemometer 22 Seismometer 25 CPU 33 High-pass Filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蔭山 満 東京都清瀬市下清戸4丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (72)発明者 松岡 佳子 神奈川県川崎市川崎区富士見1丁目6番3 号 トキコ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Mitsuru Kageyama 4-640 Shimoseido, Kiyose-shi, Tokyo Inside Obayashi Institute of Technology Ltd. (72) Inventor Keiko Matsuoka 1-3-6 Fujimi, Kawasaki-ku, Kanagawa Prefecture Tokiko Within the corporation

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 構造物の変位を検出するセンサからの検
出信号に基づいて駆動信号を生成し、該駆動信号により
アクチュエータを駆動して付加質量を移動させ、該構造
物の振動を制振する制振装置において、 無制振時の前記構造物の変位に応じた前記センサからの
検出信号を記憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶された検出信号と前記アクチュエータ
に駆動された前記付加質量による制振動作時の前記セン
サからの検出信号とを比較し、制振動作時における制御
系のゲインの適否を判定するゲイン判定手段と、 を備えてなることを特徴とする制振装置。
1. A drive signal is generated based on a detection signal from a sensor that detects a displacement of a structure, and an actuator is driven by the drive signal to move an additional mass to suppress vibration of the structure. In the vibration damping device, storage means for storing a detection signal from the sensor according to the displacement of the structure without vibration damping, the detection signal stored in the storage means and the additional mass driven by the actuator A vibration damping device, comprising: a gain determining unit that compares the detection signal from the sensor during the vibration damping operation according to to determine whether the gain of the control system is appropriate during the vibration damping operation.
JP3355592A 1992-02-20 1992-02-20 Vibration control device Pending JPH05231037A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3355592A JPH05231037A (en) 1992-02-20 1992-02-20 Vibration control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3355592A JPH05231037A (en) 1992-02-20 1992-02-20 Vibration control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05231037A true JPH05231037A (en) 1993-09-07

Family

ID=12389805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3355592A Pending JPH05231037A (en) 1992-02-20 1992-02-20 Vibration control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05231037A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5592791A (en) * 1995-05-24 1997-01-14 Radix Sytems, Inc. Active controller for the attenuation of mechanical vibrations

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5592791A (en) * 1995-05-24 1997-01-14 Radix Sytems, Inc. Active controller for the attenuation of mechanical vibrations

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104276526B (en) Reduce method and the elevator device that elevator rope waves
US9434577B2 (en) Semi-active feedback control of elevator rope sway
US9278829B2 (en) Method and system for controlling sway of ropes in elevator systems by modulating tension on the ropes
US5866861A (en) Elevator active guidance system having a model-based multi-input multi-output controller
JP6521887B2 (en) Elevator system, method for controlling operation of elevator system and non-transitory computer readable medium
JP5096908B2 (en) Vibration control device
JPH05231038A (en) Vibration control device
JPH05231039A (en) Vibration control device
JPH05231037A (en) Vibration control device
JPH05231040A (en) Vibration control device
JPH05231036A (en) Vibration control device
JPH05231035A (en) Vibration control device
JPH0791107A (en) Vibration-damping apparatus
JPH0633636A (en) Damping device
JP3429912B2 (en) Damping device
JP2011149249A (en) Control system for variable damping damper in vibration control structure
JPH0633635A (en) Damping device
JPH07189527A (en) Damping device
JP3983560B2 (en) Vibration control device
JPH05196090A (en) Damping device
JPH06264645A (en) Damping device
JPH0925707A (en) Floor vibration control device
JP2017227978A (en) Control system, control method, and control device
JPH0791108A (en) Vibration-damping apparatus
JP2003014034A (en) Vibration damping device