JPH0658014A - Vibration isolating device - Google Patents
Vibration isolating deviceInfo
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- JPH0658014A JPH0658014A JP21147092A JP21147092A JPH0658014A JP H0658014 A JPH0658014 A JP H0658014A JP 21147092 A JP21147092 A JP 21147092A JP 21147092 A JP21147092 A JP 21147092A JP H0658014 A JPH0658014 A JP H0658014A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、地震や風等の外力によ
る建造物の振動を低減する制振装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device for reducing the vibration of a building due to an external force such as an earthquake or wind.
【０００２】[0002]
【従来の技術】構造物に振動低減用のコントロールデバ
イスを備えるとともに、外部からエネルギの供給を受け
て積極的に振動の低減を図るものが知られている。（特
開平２−２６６１３９号公報参照。） この装置では、構造物上に載置した付加マスをアクチュ
エータで変位させることにより風や地震などの外力によ
る構造物の揺れを抑制する。アクチュエータを制御する
コントローラには制振効果がそれぞれ異なる複数のフィ
ードバック係数を格納したレギュレータマップを予め複
数個設定しておき、構造物の加振入力に基づいて最適の
レギュレータマップを選択して付加マスを駆動する一
方、各センサより算出された付加マスの所定の速度でレ
ギュレータマップを切り換えてアクチュエータがストロ
ークエンドに到達するのを防止している。2. Description of the Related Art It is known that a structure is provided with a control device for reducing vibration and that energy is supplied from the outside to actively reduce the vibration. (See Japanese Patent Laid-Open No. 2-266139.) In this device, the additional mass placed on the structure is displaced by an actuator to suppress the structure from shaking due to an external force such as a wind or an earthquake. A plurality of regulator maps that store multiple feedback coefficients with different damping effects are set in advance in the controller that controls the actuators, and the optimum regulator map is selected based on the vibration input of the structure and the additional mass is selected. While the actuator is driven, the regulator map is switched at a predetermined speed of the additional mass calculated by each sensor to prevent the actuator from reaching the stroke end.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置ではレギュレータマップの切換条件がマスの所
定の速度に基づいて行われ、大きな加振入力に対しては
制振効果の小さいレギュレータマップが、小さな加振入
力に対しては制振効果の大きいレギュレータマップが選
択されるため、加振入力によってはストロークエンドに
至る可能性が少ないにもかかわらずマスの動きを制限す
る方向にアクチュエータを制御する場合もあり、装置が
備える制振能力を有効に利用できないという問題点が発
生した。However, in the above-mentioned conventional apparatus, the switching condition of the regulator map is performed based on the predetermined speed of the mass, and for a large excitation input, the regulator map having a small damping effect is obtained. Since a regulator map with a large vibration suppression effect is selected for small vibration inputs, the actuator is controlled in a direction that limits the movement of the mass even though there is little possibility of reaching the stroke end depending on the vibration input. In some cases, there was a problem that the vibration damping capability of the device could not be effectively used.
【０００４】そこで本発明は、このような問題を解決す
るためになされたもので、アクチュエータがストローク
エンドに到達する可能性を判断し、アクチュエータの有
効ストローク内で効果的な制振動作を行う制振装置を提
供することを目的とする。Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and determines the possibility that the actuator reaches the stroke end, and performs the effective vibration damping operation within the effective stroke of the actuator. The purpose is to provide a shaking device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、構造物の振動方向に運動可能な付加マス４１と、
この付加マス４１を運動させる往復動型のアクチュエー
タ４２とを備え、付加マス４１の変位とその動作方向に
応じて付加マス４１が中心位置より前記アクチュエータ
４２のストロークエンドへと動くほど徐々に制振効果を
小さくするフィードバックゲインを割り振ったレギュレ
ータマップ４３と、付加マス４１の変位センサ４４と付
加マスの動作方向を判断する手段４５と、これらの信号
に応じて前記レギュレータマップ４３を参照し、そのと
きの付加マス変位とその動作方向に応じたフィードバッ
クゲインを読み出す手段４６と、振動に関係する状態量
を検出するセンサ４７と、このセンサ４７から得られた
状態量から状態量ベクトルを作り、この状態量ベクトル
と前記読み出されたフィードバックゲインとの内積にて
前記アクチュエータに与える制御入力を決定する手段５
８とを備える制振装置において、前記レギュレータマッ
プ４３を同一の付加マス変位とその動作方向に対して付
加マス変位の絶対値が大きくなるほど制振効果が小さく
なるように設定する一方で、前記状態量検出センサ４７
のひとつにより検出される付加マス４１の速度がアクチ
ュエータ４２のストローク位置に応じた許容速度を超え
たかどうかを判定する手段５２と、この判定結果に応じ
て複数のレギュレータマップ５１Ａ、５１Ｂのいずれか
を選択する手段とを備える。The present invention, as shown in FIG. 1, includes an additional mass 41 movable in the vibration direction of a structure,
A reciprocating actuator 42 that moves the additional mass 41 is provided, and the additional mass 41 is gradually damped as the additional mass 41 moves from the center position to the stroke end of the actuator 42 according to the displacement of the additional mass 41 and the operation direction thereof. A regulator map 43 to which a feedback gain for reducing the effect is assigned, a displacement sensor 44 of the additional mass 41 and a means 45 for determining the operating direction of the additional mass, and the regulator map 43 according to these signals are referred to at that time. Means 46 for reading out a feedback gain according to the additional mass displacement and its operating direction, a sensor 47 for detecting a state quantity related to vibration, and a state quantity vector from the state quantity obtained from this sensor 47, and this state The inner product of the quantity vector and the read-out feedback gain Means for determining a control input to be given to 5
8, the regulator map 43 is set such that the damping effect becomes smaller as the absolute value of the additional mass displacement becomes larger with respect to the same additional mass displacement and its operating direction. Quantity detection sensor 47
Means 52 for determining whether the speed of the additional mass 41 detected by one of the two exceeds the allowable speed corresponding to the stroke position of the actuator 42, and one of the plurality of regulator maps 51A, 51B according to the result of this judgment. And means for selecting.
【０００６】[0006]
【作用】したがって、付加マスの速度がアクチュエータ
のストローク位置に応じて変化する許容速度を越える
と、付加マスがアクチュエータのストロークエンドに到
達すると判定して制振効果のより小さいレギュレータマ
ップを選択するため、アクチュエータは制振効果のより
小さいフィードバックゲインで駆動され、付加マスは速
度を低減してストロークエンドに到達することを回避す
る。Therefore, when the speed of the additional mass exceeds the permissible speed that changes according to the stroke position of the actuator, it is determined that the additional mass reaches the stroke end of the actuator, and the regulator map with the smaller damping effect is selected. , The actuator is driven with a feedback gain having a smaller damping effect, and the additional mass reduces the speed to avoid reaching the stroke end.
【０００７】[0007]
【実施例】図２〜４に本発明の実施例を示す。EXAMPLES Examples of the present invention are shown in FIGS.
【０００８】図２、３において、構造物１の上部には制
振装置が設置され、底部に車輪１０を有する直方体の付
加マス２が構造物１の最上部の床上に移動可能に配設さ
れる。付加マス２の周面には図３において上下左右から
複動型の油圧シリンダ６が固定され、この油圧シリンダ
６のロッド７の一端が付加マス２を囲むように構造物１
に立設した壁８に連結される。９は油圧シリンダ６に作
動油を供給する油圧ユニットである。2 and 3, a vibration damping device is installed above the structure 1, and a rectangular parallelepiped additional mass 2 having wheels 10 at the bottom is movably arranged on the top floor of the structure 1. It A double-acting hydraulic cylinder 6 is fixed to the peripheral surface of the additional mass 2 from above, below, left and right in FIG. 3, and one end of a rod 7 of the hydraulic cylinder 6 surrounds the additional mass 2 so as to surround the structure 1.
It is connected to the wall 8 standing upright. A hydraulic unit 9 supplies hydraulic oil to the hydraulic cylinder 6.
【０００９】図４は図２、３で示した制御装置を制御対
象とする制御モデルである。ただし、簡略化のために付
加マス２は１本のシリンダ６で移動するようになってい
る。実際の装置では、構造物１、付加マス２が図２にお
いて例えば水平方向に揺れれば、図４のモデルでは上下
方向に振動することになる。FIG. 4 shows a control model in which the control device shown in FIGS. However, for simplification, the additional mass 2 is moved by one cylinder 6. In the actual device, if the structure 1 and the additional mass 2 shake in the horizontal direction in FIG. 2, for example, the model in FIG. 4 will vibrate in the vertical direction.
【００１０】構造物１と付加マス２には状態量を検出す
る手段としての変位センサ１１ａ、１１ｂと速度センサ
１２ａ、１２ｂがそれぞれ設けられ、状態量として構造
物１の絶対変位ｘ1、絶対速度ｖ1、付加マス２の絶対変
位ｘ2、絶対速度ｖ2がそれぞれ検出される。絶対変位ｘ
1、ｘ2は構造物１、付加マス２がそれぞれ中心位置にあ
る場合を０として正負の値をとるようにする。また相対
速度Ｖ1、Ｖ2も付加マス２の動作方向によって正負の値
をとる。The structure 1 and the additional mass 2 are provided with displacement sensors 11a and 11b and speed sensors 12a and 12b as means for detecting the state quantity, respectively. As the state quantity, the absolute displacement x 1 and the absolute speed of the structure 1 are provided. v 1, the absolute displacement x 2 additional mass 2, the absolute velocity v 2 is detected. Absolute displacement x
1 and x 2 have positive and negative values with 0 when the structure 1 and the additional mass 2 are at the center positions, respectively. The relative velocities V 1 and V 2 also take positive and negative values depending on the operating direction of the additional mass 2.
【００１１】４つのセンサ１１ａ、１１ｂ及び１２ａ、
１２ｂからの信号は、減算器３２、３３に入力され、こ
こで構造物１と付加マス２の相対変位Ｘ2（＝ｘ2−
ｘ1）及び相対速度Ｖ2（＝ｖ2−ｖ1）が求められる。あ
るいは、付加マスの変位については、相対変位が直接検
出される付加マスの相対変位信号Ｘ2と相対変位信号Ｖ2
により判定手段５２から適用するレギュレータマップを
判定し、この判定結果と付加マスの相対変位Ｘ2と動作
方向判定結果（ソレノイド励磁電流ｉの正負で判定す
る）に応じたフィードバックゲインｆ＝（ｆ1、ｆ2、ｆ
3、ｆ4）を読み出す。ただし、ｆはフィードバックゲイ
ンを表す行列である。Four sensors 11a, 11b and 12a,
The signal from 12b is input to the subtracters 32 and 33, where the relative displacement X 2 (= x 2 − of the structure 1 and the additional mass 2).
x 1 ) and the relative velocity V 2 (= v 2 −v 1 ) are obtained. Alternatively, regarding the displacement of the additional mass, the relative displacement signal X 2 of the additional mass and the relative displacement signal V 2 of which the relative displacement is directly detected.
The regulator map to be applied is determined by the determination means 52 according to the feedback gain f = (f 1 according to the determination result, the relative displacement X 2 of the additional mass, and the operation direction determination result (determined by whether the solenoid exciting current i is positive or negative). , F 2 , f
3 and f 4 ) are read. However, f is a matrix showing a feedback gain.
【００１２】乗算器３５〜３８では前述の状態量ｘ1、
Ｘ2、ｖ1、Ｖ2にフィードバックゲインｆの各成分ｆ1、
ｆ2、ｆ3、ｆ4が乗じられ、これらが加算器３９により
加えられて、制御入力ｕ＝ｆ1ｘ1＋ｆ2Ｘ2＋ｆ3ｖ1＋ｆ
4Ｖ2が得られる。前述の４つの状態量ｘ1、Ｘ2、ｖ1、
Ｖ2を状態ベクトルｘ＝（ｘ1、Ｘ2、ｖ1、Ｖ2）で表す
と、ｕ＝ｆ・ｘである。In the multipliers 35 to 38, the above-mentioned state quantity x 1 ,
X 2 , v 1 and V 2 have respective components f 1 of the feedback gain f,
f 2 , f 3 , and f 4 are multiplied, and these are added by the adder 39, and the control input u = f 1 x 1 + f 2 X 2 + f 3 v 1 + f
4 V 2 is obtained. The above four state quantities x 1 , X 2 , v 1 ,
If V 2 is represented by a state vector x = (x 1 , X 2 , v 1 , V 2 ), u = f · x.
【００１３】コントローラ３１から出力される制御入力
ｕは、サーボ弁１３のソレノイド１５に流す電流ｉに変
換され、このソレノイド電流ｉに応じてスプール１４が
図中左右方向に移動する。なお、サーボ弁１３の上側に
位置する３つのポートのうち、中央のポート１６がポン
プＰ（図示せず）に、左右のポート１７、１８がタンク
Ｔ（図示せず）にそれぞれ連通する。また、下側に位置
する２つのポート１９、２０がそれぞれシリンダ６の上
下の部屋と連通する。The control input u output from the controller 31 is converted into a current i flowing through the solenoid 15 of the servo valve 13, and the spool 14 moves in the left-right direction in the figure according to the solenoid current i. Of the three ports located on the upper side of the servo valve 13, the central port 16 communicates with the pump P (not shown), and the left and right ports 17, 18 communicate with the tank T (not shown). Further, the two ports 19 and 20 located on the lower side communicate with the upper and lower chambers of the cylinder 6, respectively.
【００１４】ここで、構造物１が、地震や風などの外力
を受けて図中上方向（図２、３では右方向）へ揺れ始め
ると、この揺れの状況を入力したコントローラ３１によ
り、図示の位置までスプール１４が右方向に摺動され
る。この状態ではシリンダ６の下方のシリンダ室に作動
油が供給され、上方のシリンダ室の作動油がタンクＴに
戻されるので、シリンダ６内のピストンが押し上げられ
る。つまり、このピストンと一体となって動くロッド７
が、付加マス２を構造物１の動きに遅れて同じ側である
上側へと移動させる。一方、これとは逆に構造物１が下
方に揺れると、制御入力ｕの符号が反対になるので、ス
プール１４が図中左に摺動して付加マス２が下方へと移
動される。ここに、付加マス２を動かすことによって発
生する反力が、構造物１に加えられた外力に対抗して反
対になるので、構造物１の振動が低減される。Here, when the structure 1 starts to sway in the upward direction in the drawings (rightward in FIGS. 2 and 3) due to an external force such as an earthquake or wind, the controller 31 which inputs the situation of this swaying The spool 14 is slid rightward to the position. In this state, the working oil is supplied to the lower cylinder chamber of the cylinder 6 and the working oil of the upper cylinder chamber is returned to the tank T, so that the piston in the cylinder 6 is pushed up. In other words, the rod 7 that moves together with this piston
However, the additional mass 2 is moved to the upper side which is the same side later than the movement of the structure 1. On the other hand, when the structure 1 swings downward, the sign of the control input u becomes opposite, so that the spool 14 slides to the left in the drawing and the additional mass 2 moves downward. Here, since the reaction force generated by moving the additional mass 2 is opposite to the external force applied to the structure 1, the vibration of the structure 1 is reduced.
【００１５】この実施例では図５（Ａ）、（Ｂ）に示す
ように２種類のレギュレータマップＭＡＰａ４９、ＭＡ
Ｐｂ５０が用意される。これらの図において、〜で
示した基準フィードバックゲインは付加マス変位Ｘ2と
その動作方向に応じてからの順およびからの順
に制振効果の小さくなる（付加マスの動きが小さくな
る）ものが割り振られており、各マップについては図６
に示すように中心位置からストロークエンドに向かうに
従って制振効果の小さなフィードバックゲインが採用さ
れる。また、これら２つのレギュレータマップについて
は付加マス相対変位Ｘ2と動作方向が同じである場合
に、ＭＡＰａ４９、ＭＡＰｂ５０の順で制振効果が小さ
くなる基準フィードバックゲインが与えられる。なお、
〜および〜のフィードバックゲインはそれぞれ
最適レギュレータ理論に基づき、片ロッドシリンダ用と
して動作方向毎に独立した系として設計したものであ
る。In this embodiment, as shown in FIGS. 5A and 5B, two types of regulator maps MAPa49 and MAPa are provided.
Pb50 is prepared. In these figures, the reference feedback gains indicated by are assigned such that the damping effect becomes smaller (the movement of the additional mass becomes smaller) in the order from and in accordance with the additional mass displacement X 2 and its operating direction. The map is shown in Figure 6.
As shown in, a feedback gain with a small damping effect is adopted from the center position toward the stroke end. Further, for these two regulator maps, when the additional mass relative displacement X 2 and the operation direction are the same, a reference feedback gain in which the damping effect becomes smaller in the order of MAPa49 and MAPb50 is given. In addition,
Based on the optimal regulator theory, the feedback gains of ~ and ~ are designed as independent systems for each operating direction for a single rod cylinder.
【００１６】上記２つのレギュレータマップは、加振入
力に応じて変位する付加マス２の速度に応じて下記のよ
うに切り換えられる。The above two regulator maps are switched as follows according to the speed of the additional mass 2 which is displaced according to the vibration input.
【００１７】構造物１に地震などの外力により振動が発
生し、これに呼応して付加マス２がアクチュエータに駆
動される。このとき付加マス２が構造物１の一次の固有
角振動数ωnで正弦波運動すると仮定した場合、シリン
ダ６の中立点からの最大ストロークをＹSTとすると、付
加マス２の構造物１に対する相対変位Ｘ2はVibration is generated in the structure 1 by an external force such as an earthquake, and in response to this, the additional mass 2 is driven by the actuator. At this time, assuming that the additional mass 2 moves sinusoidally at the primary natural frequency ω n of the structure 1, assuming that the maximum stroke from the neutral point of the cylinder 6 is Y ST , the additional mass 2 with respect to the structure 1 Relative displacement X 2 is
【００１８】[0018]
【数１】 [Equation 1]
【００１９】で表され、このときの付加マス２のストロ
ーク位置を示す相対位置Ｘ2に対応した付加マス２の構
造物１に対する相対速度の最大値Ｖ2max及び許容最大速
度Ｖ2limは次のように表される。The maximum value V 2 max and the maximum allowable speed V 2 lim of the relative velocity of the additional mass 2 with respect to the structure 1 corresponding to the relative position X 2 indicating the stroke position of the additional mass 2 at this time are as follows. It is expressed as.
【００２０】[0020]
【数２】 [Equation 2]
【００２１】したがって、付加マス２の相対変位がＸ2
であるとき、最大値Ｖ2max及び許容最大速度Ｖ2limは相
対変位Ｘ2に応じて変化する。Therefore, the relative displacement of the additional mass 2 is X 2
Then, the maximum value V 2 max and the maximum allowable speed V 2 lim change according to the relative displacement X 2 .
【００２２】（２）式で算出される許容速度Ｖ2limを、
付加マス２がシリンダ６のストロークエンドまでに減速
可能な許容最大速度とすると、速度センサ１２ａ、１２
ｂの検出値より算出される付加マス２の相対速度Ｖ
2が、その時点の相対変位Ｘ2から求められる許容最大速
度Ｖ2limを超えると、付加マス２がシリンダ６のストロ
ークエンドに到達すると判定してレギュレータマップを
より制振効果の小さいもの、すなわち、ＭＡＰａ４９か
らＭＡＰｂ５０へと切り換えて付加マス２がシリンダ６
のストロークエンドに到達することのないように駆動す
ることが可能となる。The allowable speed V 2 lim calculated by the equation (2) is
Assuming that the additional mass 2 has an allowable maximum speed that can be decelerated by the stroke end of the cylinder 6, the speed sensors 12a, 12
Relative velocity V of the additional mass 2 calculated from the detected value of b
When 2 exceeds the maximum allowable speed V 2 lim obtained from the relative displacement X 2 at that time, it is determined that the additional mass 2 reaches the stroke end of the cylinder 6, and the regulator map is determined to have a smaller damping effect, that is, , MAPa49 to MAPb50 to switch the additional mass 2 to the cylinder 6
It is possible to drive so as not to reach the stroke end of.
【００２３】この相対速度Ｖ2と相対変位Ｘ2との関係か
らレギュレータマップＭＡＰａ４９、ＭＡＰｂ５０の切
換領域は図７に示すように設定され、大地震などの大き
な加振入力が加わった場合、付加マス２は加振入力に応
じて制振効果の大きなＭＡＰａ４９に基づいて変位を開
始した後、シリンダ６の最大ストロークＹSTへ接近する
にしたがって相対速度Ｖ2が許容速度Ｖ2limを超えるた
め、レギュレータマップは制振効果の小さいＭＡＰｂ５
０に切り換えられて付加マス２の変位を減少させてシリ
ンダ６がストロークエンドに到達するのを防ぎ、制振装
置又は構造物１の損傷を防止しながら最大の制振効果を
得ることが可能となる。From the relationship between the relative velocity V 2 and the relative displacement X 2 , the switching areas of the regulator maps MAPa49 and MAPb50 are set as shown in FIG. 7, and when a large vibration input such as a large earthquake is applied, the additional mass is added. In No. 2, the relative speed V 2 exceeds the permissible speed V 2 lim as the maximum stroke Y ST of the cylinder 6 is approached after the displacement is started based on MAPa49, which has a large damping effect in accordance with the vibration input, so that the regulator The map is MAPb5 with a small damping effect
It is possible to prevent the cylinder 6 from reaching the stroke end by reducing the displacement of the additional mass 2 by switching to 0, and to obtain the maximum damping effect while preventing damage to the damping device or the structure 1. Become.
【００２４】図８は図４において、コントローラ３１を
マイクロプロセッサで構成した場合の制御動作の一例を
示すものである。FIG. 8 shows an example of the control operation when the controller 31 in FIG. 4 is constituted by a microprocessor.
【００２５】この図８のフローチャートを参照してコン
トローラ３１の制御動作を説明すると、ステップ６１で
付加マス２の相対速度Ｖ2と相対変位Ｘ2とを読み込んだ
後に、ステップ６２でサーボ弁１３を駆動する電流値ｉ
を読み込むとともに、この電流値ｉの正負から付加マス
２の変位方向を判定する。The control operation of the controller 31 will be described with reference to the flowchart of FIG. 8. After reading the relative velocity V 2 and the relative displacement X 2 of the additional mass 2 in step 61, the servo valve 13 is turned on in step 62. Current value i to drive
Is read, and the displacement direction of the additional mass 2 is determined based on whether the current value i is positive or negative.
【００２６】この判定結果が正であればステップ６３に
おいて相対速度Ｖ2が前記（２）式により相対変位Ｘ2か
ら求めた許容最大速度Ｖ2limを超えていないかを比較
し、相対速度Ｖ2が許容最大速度Ｖ2lim以下であればス
テップ６５で制振効果の高いレギュレータマップＭＡＰ
ａ４９を選択し、付加マス２を大きく変位させて高い制
振効果を得る。一方、ステップ６３の比較において相対
速度Ｖ2が許容最大速度Ｖ2limを越えていればステップ
６４で制振効果の小さいレギュレータマップＭＡＰｂ５
０を選択し、付加マス２の変位を制限してシリンダ６が
ストロークエンドに到達するのを防止する。If the result of this determination is positive, in step 63, it is compared whether the relative velocity V 2 exceeds the maximum allowable velocity V 2 lim calculated from the relative displacement X 2 by the equation (2), and the relative velocity V 2 is compared. If 2 is equal to or less than the maximum allowable speed V 2 lim, in step 65 the regulator map MAP with high vibration damping effect
By selecting a49, the additional mass 2 is largely displaced to obtain a high vibration damping effect. On the other hand, if the relative speed V 2 exceeds the allowable maximum speed V 2 lim in the comparison of step 63, the regulator map MAPb5 having a small damping effect is obtained in step 64.
Select 0 to limit the displacement of the additional mass 2 to prevent the cylinder 6 from reaching the stroke end.
【００２７】一方、前記ステップ６２の判定が負である
場合はステップ６６で負の許容最大速度Ｖ2limと相対速
度Ｖ2とを比較し、相対速度Ｖ2が許容最大速度Ｖ2lim以
上であればステップ６５で制振効果の大きいレギュレー
タマップＭＡＰａ４９を選択し、相対速度Ｖ2が許容最
大速度Ｖ2lim未満であれば制振効果の小さいレギュレー
タマップＭＡＰｂ５０を選択する。On the other hand, if the determination of step 62 is negative to compare the negative permissible maximum speed V 2 lim and the relative velocity V 2 at step 66, at a relative speed V 2 is the allowable maximum speed V 2 lim more If there is, the regulator map MAPa49 having a large damping effect is selected in step 65, and if the relative speed V 2 is less than the maximum allowable speed V 2 lim, the regulator map MAPb50 having a small damping effect is selected.
【００２８】このようにして大きな加振入力に応じて大
きな制振効果が得られるレギュレータマップＭＡＰａ４
９を選択して付加マス２を駆動し、相対速度Ｖ2が付加
マス２の相対変位Ｘ2に応じて変化する許容最大速度Ｖ2
limを越える位置まで付加マス２が変位すると、レギュ
レータマップを制振効果の小さいＭＡＰｂ５０に切り換
えてシリンダ６がストロークエンドに到達して制振装置
や構造物１へ損傷を与えることがなく、付加マス２をシ
リンダ６のストローク範囲内で最大の制振効果が得られ
るように駆動することが可能となり、大きな加振入力に
対して大きな制振効果を得ることができる。また、加振
入力が大きなものから小さなものへ変化した場合は、付
加マス２の同一の変位と同一の動作方向に対して制振効
果のより大きなレギュレータマップ、すなわち、ＭＡＰ
ｂ５０からＭＡＰａ４９に切り換えられて大きな制振効
果を得ることができる。In this way, a regulator map MAPa4 that can obtain a large damping effect in response to a large vibration input
9 is selected to drive the additional mass 2, and the relative speed V 2 changes according to the relative displacement X 2 of the additional mass 2.
When the additional mass 2 is displaced to a position exceeding lim, the regulator map is switched to MAPb50 having a small damping effect, and the cylinder 6 does not reach the stroke end and damage the damping device or the structure 1. It becomes possible to drive 2 so that the maximum vibration damping effect is obtained within the stroke range of the cylinder 6, and a large vibration damping effect can be obtained for a large vibration input. Also, when the vibration input changes from a large one to a small one, a regulator map having a larger damping effect for the same displacement and the same operation direction of the additional mass 2, that is, MAP.
A large damping effect can be obtained by switching from b50 to MAPa49.
【００２９】なお、上記実施例において付加マス２がス
トロークエンドに達する可能性を判定する際に相対速度
Ｖ2を用いたが、絶対速度ｖ2を使用しても上記実施例と
同様となる。Although the relative velocity V 2 is used when determining the possibility that the additional mass 2 reaches the stroke end in the above embodiment, the absolute velocity v 2 is also used in the same manner as in the above embodiment.
【００３０】また、上記実施例において２つのレギュレ
ータマップをＭＡＰａ、ＭＡＰｂの２種類より構成した
が、レギュレータマップの数をさらに増やすことによっ
てより細かな制御が可能となる。Further, in the above embodiment, the two regulator maps are composed of two types, MAPa and MAPb, but by further increasing the number of regulator maps, finer control becomes possible.
【００３１】また、正弦曲線で示される前記（１）式ま
たは（２）式の代わりにこの正弦曲線を（１）式または
（２）式に直線近似させた１次式を使用することもで
き、演算内容を簡素化することで処理速度を向上させ、
付加マス２の追従性も向上させることができる。Further, instead of the equation (1) or (2) shown by the sine curve, a linear equation in which this sine curve is linearly approximated to the equation (1) or (2) can be used. , Improve the processing speed by simplifying the calculation contents,
The followability of the additional mass 2 can also be improved.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、付加マス
の速度がアクチュエータのストローク位置に応じて変化
する許容速度を越えると制振効果のより小さいレギュレ
ータマップを選択するようにしたため、アクチュエータ
がストロークエンドに到達して制振装置や構造物へ損傷
を与えることがなく、付加マスをアクチュエータのスト
ローク範囲内で最大の制振効果が得られるように駆動す
ることが可能となり、大きな加振入力に対して大きな制
振効果を得ることができる。As described above, according to the present invention, when the velocity of the additional mass exceeds the permissible velocity that changes according to the stroke position of the actuator, the regulator map having a smaller damping effect is selected. Reaches the stroke end and does not damage the vibration damping device or the structure, and it is possible to drive the additional mass so as to obtain the maximum vibration damping effect within the stroke range of the actuator. A large damping effect can be obtained for the input.
【図１】本発明のクレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to a claim of the present invention.
【図２】本発明の実施例を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing an embodiment of the present invention.
【図３】同じく平面図であるFIG. 3 is a plan view of the same.
【図４】同じく制御モデルの構成図である。FIG. 4 is a block diagram of a control model of the same.
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれレギュレータマップ
の一例を示す図表である。5A and 5B are tables showing an example of a regulator map.
【図６】付加マスの変位と制振効果の関係を示す図であ
る。FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the displacement of the additional mass and the damping effect.
【図７】付加マスの相対変位と相対速度によるマップの
切換条件を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing map switching conditions based on relative displacement and relative velocity of an additional mass.
【図８】制御の一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of control.
１ 構造物 ２ 付加マス ６ シリンダ １１ａ、１１ｂ 変位センサ １２ａ、１２ｂ 速度センサ ３１ コントローラ ４１ 付加マス ４２ アクチュエータ ４３ レギュレータマップ ４４ 変位センサ ４５ 動作方向判断手段 ４６ 読み出し手段 ４７ 状態量センサ ４９、５０ レギュレータマップ ５１Ａ、５１Ｂ レギュレータマップＭＡＰａ、ｂ ５２ 判定手段 ５３ 選択手段 ５８ 制御入力決定手段 1 Structure 2 Additional Mass 6 Cylinders 11a, 11b Displacement Sensors 12a, 12b Speed Sensor 31 Controller 41 Additional Mass 42 Actuator 43 Regulator Map 44 Displacement Sensor 45 Operating Direction Judging Means 46 Readout Means 47 State Quantity Sensor 49, 50 Regulator Map 51A, 51B Regulator map MAPa, b 52 Determination means 53 Selection means 58 Control input determination means
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成５年３月１０日[Submission date] March 10, 1993
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００５[Name of item to be corrected] 0005
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、構造物の振動方向に運動可能な付加マス４１と、
この付加マス４１を運動させるアクチュエータ４２とを
備え、付加マス４１の変位とその動作方向に応じて付加
マス４１が中心位置より前記アクチュエータ４２のスト
ロークエンドへと動くほど徐々に制振効果を小さくする
フィードバックゲインを割り振ったレギュレータマップ
４３と、付加マス４１の変位センサ４４と付加マスの動
作方向を判断する手段４５と、これらの信号に応じて前
記レギュレータマップ４３を参照し、そのときの付加マ
ス変位とその動作方向に応じたフィードバックゲインを
読み出す手段４６と、振動に関係する状態量を検出する
センサ４７と、このセンサ４７から得られた状態量から
状態量ベクトルを作り、この状態量ベクトルと前記読み
出されたフィードバックゲインとの内積にて前記アクチ
ュエータに与える制御入力を決定する手段５８とを備え
る制振装置において、前記レギュレータマップ４３を同
一の付加マス変位とその動作方向に対して付加マス変位
の絶対値が大きくなるほど制振効果が小さくなるように
設定する一方で、前記状態量検出センサ４７のひとつに
より検出される付加マス４１の速度がアクチュエータ４
２のストローク位置に応じた許容速度を超えたかどうか
を判定する手段５２と、この判定結果に応じて複数のレ
ギュレータマップ５１Ａ、５１Ｂのいずれかを選択する
手段とを備える。The present invention, as shown in FIG. 1, includes an additional mass 41 movable in the vibration direction of a structure,
An actuator 42 that moves the additional mass 41 is provided, and the damping effect is gradually reduced as the additional mass 41 moves from the center position to the stroke end of the actuator 42 according to the displacement of the additional mass 41 and the operation direction thereof. The regulator map 43 to which the feedback gain is assigned, the displacement sensor 44 of the additional mass 41 and the means 45 for determining the operating direction of the additional mass, and the regulator map 43 in accordance with these signals, refer to the additional mass displacement at that time. And a means 46 for reading a feedback gain according to the operation direction, a sensor 47 for detecting a state quantity related to vibration, a state quantity vector from the state quantity obtained from the sensor 47, and the state quantity vector and It is given to the actuator by the inner product of the read feedback gain In the vibration damping device provided with the means 58 for determining the control input, the regulator map 43 is set so that the damping effect becomes smaller as the absolute value of the additional mass displacement increases with respect to the same additional mass displacement and its operation direction. On the other hand, the speed of the additional mass 41 detected by one of the state quantity detection sensors 47 is determined by the actuator 4
A unit 52 for determining whether or not the allowable speed corresponding to the second stroke position is exceeded, and a unit for selecting one of the plurality of regulator maps 51A and 51B according to the determination result.
Claims (1)
と、この付加マスを運動させる往復動型のアクチュエー
タとを備え、付加マスの変位とその動作方向に応じて付
加マスが中心位置より前記アクチュエータのストローク
エンドへと動くほど徐々に制振効果を小さくするフィー
ドバックゲインを割り振ったレギュレータマップと、付
加マスの変位センサと付加マスの動作方向を判断する手
段と、これらの信号に応じて前記レギュレータマップを
参照し、そのときの付加マス変位とその動作方向に応じ
たフィードバックゲインを読み出す手段と、振動に関係
する状態量を検出するセンサと、このセンサから得られ
た状態量から状態量ベクトルを作り、この状態量ベクト
ルと前記読み出されたフィードバックゲインとの内積に
て前記アクチュエータに与える制御入力を決定する手段
とを備える制振装置において、前記レギュレータマップ
を同一の付加マス変位とその動作方向に対して付加マス
変位の絶対値が大きくなるほど制振効果が小さくなるよ
うに設定する一方で、前記状態量検出センサのひとつに
より検出される付加マスの速度がアクチュエータのスト
ローク位置に応じた許容速度を超えたかどうかを判定す
る手段と、この判定結果に応じて複数のレギュレータマ
ップのいずれかを選択する手段とを備えたことを特徴と
する制振装置。1. An additional mass movable in a vibration direction of a structure, and a reciprocating actuator for moving the additional mass, wherein the additional mass is displaced from a central position in accordance with the displacement of the additional mass and its operating direction. A regulator map in which a feedback gain is assigned to reduce the damping effect gradually as the actuator moves to the stroke end, a displacement sensor for the additional mass, a means for determining the operating direction of the additional mass, and the signal corresponding to these signals. A means for reading a feedback gain corresponding to the additional mass displacement and its operation direction at that time by referring to the regulator map, a sensor for detecting a state quantity related to vibration, and a state quantity vector from the state quantity obtained from this sensor And the inner product of this state quantity vector and the read feedback gain In the vibration damping device including means for determining a control input given to the controller, the damping effect is reduced as the absolute value of the additional mass displacement is increased with respect to the same additional mass displacement and its operating direction. On the other hand, a means for determining whether or not the speed of the additional mass detected by one of the state quantity detection sensors exceeds an allowable speed according to the stroke position of the actuator, and a plurality of regulator maps according to the result of the determination. And a means for selecting any one of the above.
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