JPH0617559A - 構造物の制振装置 - Google Patents
構造物の制振装置Info
- Publication number
- JPH0617559A JPH0617559A JP21882091A JP21882091A JPH0617559A JP H0617559 A JPH0617559 A JP H0617559A JP 21882091 A JP21882091 A JP 21882091A JP 21882091 A JP21882091 A JP 21882091A JP H0617559 A JPH0617559 A JP H0617559A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- movable mass
- displacement
- sensor
- actuator
- displaced position
- 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
Links
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡易で効率的なアクチュエータ制御回路を備
えた制振装置を提供する。 【構成】 構造物１の変位位置を検出する変位センサＡ
と、可動マス２の変位位置を検出する変位センサＢとを
備える。また、変位センサＡの検出した構造物１の変位
位置の積分値と変位センサＢの検出する可動マス２の変
位位置とが同位相で変化するようにアクチュエータ３を
制御する制御回路４を備える。
えた制振装置を提供する。 【構成】 構造物１の変位位置を検出する変位センサＡ
と、可動マス２の変位位置を検出する変位センサＢとを
備える。また、変位センサＡの検出した構造物１の変位
位置の積分値と変位センサＢの検出する可動マス２の変
位位置とが同位相で変化するようにアクチュエータ３を
制御する制御回路４を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビルなどの構造物の振
動を抑制する制振装置の改良に関する。
動を抑制する制振装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビルなどの構造物の振動を抑制する制振
装置として、所定の質量を持った可動マスを油圧シリン
ダなどのアクチュエータを介して構造物の頂部に支持
し、構造物の振動に応じてアクチュエータを駆動するこ
とにより、可動マスの慣性力で構造物の振動を抑制する
アクティブ方式の制振装置が知られている（実開平２−
７８８３５号）。
装置として、所定の質量を持った可動マスを油圧シリン
ダなどのアクチュエータを介して構造物の頂部に支持
し、構造物の振動に応じてアクチュエータを駆動するこ
とにより、可動マスの慣性力で構造物の振動を抑制する
アクティブ方式の制振装置が知られている（実開平２−
７８８３５号）。
【０００３】
【発明の課題】この制振装置においては、アクチュエー
タの駆動を制御するコントローラが構造物の変位位置と
変位速度及び可動マスの変位位置と変位速度という４種
類のデータを使用して制御出力を演算していた。
タの駆動を制御するコントローラが構造物の変位位置と
変位速度及び可動マスの変位位置と変位速度という４種
類のデータを使用して制御出力を演算していた。
【０００４】しかしながら、そのためにこの制振装置は
必要とするセンサの数が多く、またコントローラが複雑
な演算を行うことからデータ入力から制御出力に至るま
での時間がかかるという問題があった。
必要とするセンサの数が多く、またコントローラが複雑
な演算を行うことからデータ入力から制御出力に至るま
での時間がかかるという問題があった。
【０００５】ところで、構造物の振動に対して可動マス
を図２に示すように９０°遅れの位相で振動にさせると
構造物の振動の減衰効果が最も高いことが知られてお
り、この理論に基づいてアクチュエータの駆動の制御を
行えば制御に必要なデータの種類を少なくすることがで
きる。
を図２に示すように９０°遅れの位相で振動にさせると
構造物の振動の減衰効果が最も高いことが知られてお
り、この理論に基づいてアクチュエータの駆動の制御を
行えば制御に必要なデータの種類を少なくすることがで
きる。
【０００６】また、好ましい制振効果を得るには構造物
と可動マスによる２自由度系振動の動的安定性を考慮し
てアクチュエータを制御することが望ましい。
と可動マスによる２自由度系振動の動的安定性を考慮し
てアクチュエータを制御することが望ましい。
【０００７】しかしながら、これらの条件を満たす制振
装置は従来存在しなかった。
装置は従来存在しなかった。
【０００８】本発明は、アクティブ方式の制振装置にお
ける以上の問題点に鑑みてなされたもので、簡易で効率
的なアクチュエータ制御回路を備えた制振装置を提供す
ることを目的とする。
ける以上の問題点に鑑みてなされたもので、簡易で効率
的なアクチュエータ制御回路を備えた制振装置を提供す
ることを目的とする。
【０００９】
【課題を達成するための手段】本発明は、所定の質量を
持つ可動マスをアクチュエータを介して構造物に相対変
位自由に支持し、構造物の振動に対してアクチュエータ
が可動マスを駆動することで構造物を制振する構造物の
制振装置において、構造物の変位位置を検出する変位セ
ンサＡと、可動マスの変位位置を検出する変位センサＢ
と、変位センサＡの検出した構造物の変位位置の積分値
と変位センサＢの検出する可動マスの変位位置とが同位
相で変化するようにアクチュエータを制御する回路とを
備えている。
持つ可動マスをアクチュエータを介して構造物に相対変
位自由に支持し、構造物の振動に対してアクチュエータ
が可動マスを駆動することで構造物を制振する構造物の
制振装置において、構造物の変位位置を検出する変位セ
ンサＡと、可動マスの変位位置を検出する変位センサＢ
と、変位センサＡの検出した構造物の変位位置の積分値
と変位センサＢの検出する可動マスの変位位置とが同位
相で変化するようにアクチュエータを制御する回路とを
備えている。
【００１０】
【作用】アクチュエータの制御に必要なデータが構造物
の変位位置の積分値と可動マスの変位位置の２種類のみ
で良いので必要なセンサの数が少なくなる。
の変位位置の積分値と可動マスの変位位置の２種類のみ
で良いので必要なセンサの数が少なくなる。
【００１１】また、構造物の変位の積分値と可動マスの
変位とを同位相とすることで、構造物の変位に対して可
動マスの変位は９０°遅れの位相となる。
変位とを同位相とすることで、構造物の変位に対して可
動マスの変位は９０°遅れの位相となる。
【００１２】その場合の振動系の安定条件は下記の数式
１に示される。数式１においてＸ1は構造物の変位、Ｘ2
は可動マスの変位、Ｍ1は構造物の質量、Ｍ2は可動マス
の質量、Ｋ1は構造物と地盤との間に想定されるばねの
ばね定数、Ｃ1は構造物と地盤との間に想定されるダン
パの減衰定数を示す。
１に示される。数式１においてＸ1は構造物の変位、Ｘ2
は可動マスの変位、Ｍ1は構造物の質量、Ｍ2は可動マス
の質量、Ｋ1は構造物と地盤との間に想定されるばねの
ばね定数、Ｃ1は構造物と地盤との間に想定されるダン
パの減衰定数を示す。
【００１３】
【数１】
【００１４】一方、構造物の変位の積分値と可動マスの
変位を同位相とすることからゲインａは正の値でなけれ
ばならないが、この条件は数式１で求めたａの条件と矛
盾せず、したがって好ましい制振作用が得られる。
変位を同位相とすることからゲインａは正の値でなけれ
ばならないが、この条件は数式１で求めたａの条件と矛
盾せず、したがって好ましい制振作用が得られる。
【００１５】
【実施例】図１に本発明の実施例を示す。
【００１６】図１において、１は構造物、２は構造物１
の頂部にアクチュエータ３を介して支持された可動マス
である。
の頂部にアクチュエータ３を介して支持された可動マス
である。
【００１７】構造物１には変位位置を検出するセンサＡ
が取り付けられる。また、可動マス２にも変位位置を検
出するセンサＢが取り付けられる。
が取り付けられる。また、可動マス２にも変位位置を検
出するセンサＢが取り付けられる。
【００１８】これらのセンサＡとＢは信号回路で制御回
路としてのコントローラ４に接続される。コントローラ
４はセンサＡからの入力信号の積分値を演算する積分器
５と、積分器５の出力値にゲインａを乗じて可動マス２
の変位Ｘ2’を出力するゲイン設定器６とを備える。
路としてのコントローラ４に接続される。コントローラ
４はセンサＡからの入力信号の積分値を演算する積分器
５と、積分器５の出力値にゲインａを乗じて可動マス２
の変位Ｘ2’を出力するゲイン設定器６とを備える。
【００１９】ゲインａは２次遅れ系の伝達関数を示す下
記の数式２の（８）〜（１０）式に基づき（１１）式の
ように表される。ここで、ζは減衰比であり、減衰比ζ
が決まればゲインａが算出される。ゲイン設定器６には
この計算に基づくゲインａがあらかじめ設定される。
記の数式２の（８）〜（１０）式に基づき（１１）式の
ように表される。ここで、ζは減衰比であり、減衰比ζ
が決まればゲインａが算出される。ゲイン設定器６には
この計算に基づくゲインａがあらかじめ設定される。
【００２０】
【数２】
【００２１】コントローラ４はまたゲイン設定器６から
出力される変位Ｘ2’とセンサＢの検出した可動マス２
の変位Ｘ2とを比較する比較器７と、これらの差がゼロ
になるようにアクチュエータ３の駆動ドライバ９を制御
する補償器８を備える。
出力される変位Ｘ2’とセンサＢの検出した可動マス２
の変位Ｘ2とを比較する比較器７と、これらの差がゼロ
になるようにアクチュエータ３の駆動ドライバ９を制御
する補償器８を備える。
【００２２】次に作用を説明する。
【００２３】センサＡが構造物１の変位Ｘ1を検出し、
検出された変位Ｘ1に基づき積分器５が∫Ｘ1ｄｔを演算
し、演算結果にゲイン設定器６がゲインａを乗じると、
数式１の（１）式に明らかなように可動マス２のあるべ
き変位位置Ｘ2’が求まる。
検出された変位Ｘ1に基づき積分器５が∫Ｘ1ｄｔを演算
し、演算結果にゲイン設定器６がゲインａを乗じると、
数式１の（１）式に明らかなように可動マス２のあるべ
き変位位置Ｘ2’が求まる。
【００２４】比較器７はこの値Ｘ2’とセンサＢから入
力される可動マス２の現在位置Ｘ2とを比較し、この差
を補償器８に出力する。そして、補償器８がこの差がゼ
ロになるように駆動ドライバ９を制御することにより、
可動マス２の現在位置Ｘ2が計算値Ｘ2’に一致するよう
にアクチュエータ３が駆動される。
力される可動マス２の現在位置Ｘ2とを比較し、この差
を補償器８に出力する。そして、補償器８がこの差がゼ
ロになるように駆動ドライバ９を制御することにより、
可動マス２の現在位置Ｘ2が計算値Ｘ2’に一致するよう
にアクチュエータ３が駆動される。
【００２５】このようにして、構造物１と可動マス２の
変位位置Ｘ1、Ｘ2という２種類のデータのみに基づいて
アクチュエータ３の制御が行われ、可動マス２は構造物
１の振動に９０°遅れた位相で変位して構造物１に好ま
しい制振作用をもたらす。
変位位置Ｘ1、Ｘ2という２種類のデータのみに基づいて
アクチュエータ３の制御が行われ、可動マス２は構造物
１の振動に９０°遅れた位相で変位して構造物１に好ま
しい制振作用をもたらす。
【００２６】なお、ゲインに基づいて可動マス２の変位
位置を決定するので、巨大地震など過大な振動入力に対
して可動マス１をストロークリミットの範囲で最大に駆
動するような制御も容易に行える。
位置を決定するので、巨大地震など過大な振動入力に対
して可動マス１をストロークリミットの範囲で最大に駆
動するような制御も容易に行える。
【００２７】
【発明の効果】以上のように本発明は、構造物と可動マ
スの各変位位置を検出し、可動マスを構造物の変位の積
分値と同位相で変位させるようにしたので、振動状態の
検出手段の数が少なく、制御回路が行う演算内容も単純
である。このため、装置の信頼性の向上や制御回路の小
型化、低コスト化に効果を期待できる。
スの各変位位置を検出し、可動マスを構造物の変位の積
分値と同位相で変位させるようにしたので、振動状態の
検出手段の数が少なく、制御回路が行う演算内容も単純
である。このため、装置の信頼性の向上や制御回路の小
型化、低コスト化に効果を期待できる。
【図１】本発明の実施例を示す制振装置の構成図であ
る。
る。
【図２】構造物と可動マスの変位の位相差を示すグラフ
である。
である。
１ 構造物 ２ 可動マス ３ アクチュエータ ４ コントローラ ５ 積分器 ６ ゲイン設定器 ７ 比較器 ８ 補償器 Ａ，Ｂ センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽生田 信良 神奈川県相模原市麻溝台一丁目12番１号 カヤバ工業株式会社相模工場内 (72)発明者 深尾 康三 東京都江東区南砂二丁目５番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の質量を持つ可動マスをアクチュエ
ータを介して構造物に相対変位自由に支持し、構造物の
振動に対してアクチュエータが可動マスを駆動すること
で構造物を制振する構造物の制振装置において、構造物
の変位位置を検出する変位センサＡと、可動マスの変位
位置を検出する変位センサＢと、変位センサＡの検出し
た構造物の変位位置の積分値と変位センサＢの検出する
可動マスの変位位置とが同位相で変化するようにアクチ
ュエータを制御する回路とを備えたことを特徴とする構
造物の制振装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21882091A JPH0617559A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 構造物の制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21882091A JPH0617559A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 構造物の制振装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0617559A true JPH0617559A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=16725863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21882091A Pending JPH0617559A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | 構造物の制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617559A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010255791A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Ihi Infrastructure Systems Co Ltd | 制振装置の制御方法及び装置 |
| JP2017214946A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 住友理工株式会社 | 能動型制振装置 |
| US10655204B2 (en) | 2015-05-26 | 2020-05-19 | Posco | Hot press formed article having good anti-delamination, and preparation method for same |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21882091A patent/JPH0617559A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010255791A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Ihi Infrastructure Systems Co Ltd | 制振装置の制御方法及び装置 |
| US10655204B2 (en) | 2015-05-26 | 2020-05-19 | Posco | Hot press formed article having good anti-delamination, and preparation method for same |
| JP2017214946A (ja) * | 2016-05-30 | 2017-12-07 | 住友理工株式会社 | 能動型制振装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10008963B2 (en) | Position control device | |
| KR930017737A (ko) | 서스펜션 제어장치 | |
| KR920700417A (ko) | 피드 포워드 보상기능을 갖춘 슬라이딩 모드 제어방법 | |
| US4882528A (en) | Digital servo system | |
| JPH0617559A (ja) | 構造物の制振装置 | |
| US5666770A (en) | Vibration damping equipment | |
| JPS63111503A (ja) | デイジタル負帰還制御システム | |
| GB2270998A (en) | Positioning system | |
| KR102225315B1 (ko) | 시스템 제어 장치 및 방법 | |
| JP4616520B2 (ja) | 制振装置 | |
| JP6992606B2 (ja) | アクティブマスダンパーの性能評価方法 | |
| JP2008202371A (ja) | 建物の能動型制振装置 | |
| JP3374336B2 (ja) | 制震装置の制御装置 | |
| JPH0356738A (ja) | 振動制御装置 | |
| WO2000062412A1 (fr) | Unite de commande pour moteur electrique | |
| JP3983560B2 (ja) | 制振装置 | |
| JP2002048183A (ja) | 制振装置 | |
| JP3087774B2 (ja) | 制振装置 | |
| JPH10116104A (ja) | 制振機構の制御装置 | |
| JPH0219846Y2 (ja) | ||
| JP3761246B2 (ja) | 油圧アクチュエ−タ用サ−ボ制御装置 | |
| JPH0847882A (ja) | 制振装置 | |
| JPH0221634Y2 (ja) | ||
| JP2538850B2 (ja) | 制振装置 | |
| JPH0828624A (ja) | 加々速度情報を用いた制振機構 |