JPH07259924A - 構造物の振動制御システム - Google Patents
構造物の振動制御システムInfo
- Publication number
- JPH07259924A JPH07259924A JP5562994A JP5562994A JPH07259924A JP H07259924 A JPH07259924 A JP H07259924A JP 5562994 A JP5562994 A JP 5562994A JP 5562994 A JP5562994 A JP 5562994A JP H07259924 A JPH07259924 A JP H07259924A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 橋梁，高層ビル等の構造物の制振装置の性能
向上を目的とする。 【構成】 質量付加型制振装置において、コントロ−ラ
が、センサ−で検出された構造物の加速度の値をＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換器７と、このＡ／Ｄ変換器７により
ディジタル値に変換された加速度を２度積分することに
より変位に変換する積分器８と、この変位を時刻に対応
して格納する読み出し可能なメモリ１０と、このメモリ
１０から逐次変位を読み出して主塔変位ＲＭＳ値を算出
し、前記積分器８により変換された変位にゲインＧを掛
け、前記主塔変位ＲＭＳ値で除するという演算を行なう
演算器９と、この演算器９で演算された演算結果（ｄＸ
a／ｄt）をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器１１と、このＤ
／Ａ変換器１１によりアナログ値に変換された前記演算
結果（ｄＸa／ｄt）に比例した速度で前記アクチュエ−
タを駆動するドライバ−とからなる。
向上を目的とする。 【構成】 質量付加型制振装置において、コントロ−ラ
が、センサ−で検出された構造物の加速度の値をＡ／Ｄ
変換するＡ／Ｄ変換器７と、このＡ／Ｄ変換器７により
ディジタル値に変換された加速度を２度積分することに
より変位に変換する積分器８と、この変位を時刻に対応
して格納する読み出し可能なメモリ１０と、このメモリ
１０から逐次変位を読み出して主塔変位ＲＭＳ値を算出
し、前記積分器８により変換された変位にゲインＧを掛
け、前記主塔変位ＲＭＳ値で除するという演算を行なう
演算器９と、この演算器９で演算された演算結果（ｄＸ
a／ｄt）をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器１１と、このＤ
／Ａ変換器１１によりアナログ値に変換された前記演算
結果（ｄＸa／ｄt）に比例した速度で前記アクチュエ−
タを駆動するドライバ−とからなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、橋梁，高層ビル等の構
造物の振動制御システムに関するものである。
造物の振動制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】橋梁，高層ビル等に風，地震によって発
生する振動を抑制する装置として、質量付加型の制振装
置（ＡＭＤ，ＡＴＭＤ等）（図１参照）が用いられてい
る。これらの能動型制振装置のコントロ−ラには、図２
に示すようにＤＶＦＢ（Direct Velocity Feedback）や
図３に示すように最適レギュレ−タ等の線形コントロ−
ラが用いられることが多い。
生する振動を抑制する装置として、質量付加型の制振装
置（ＡＭＤ，ＡＴＭＤ等）（図１参照）が用いられてい
る。これらの能動型制振装置のコントロ−ラには、図２
に示すようにＤＶＦＢ（Direct Velocity Feedback）や
図３に示すように最適レギュレ−タ等の線形コントロ−
ラが用いられることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
線形のコントロ−ラでは、強風時または大地震時用にフ
ィ−ドバックゲインを設定した場合、弱風や小地震の時
には、装置は小さな制御力しか発生せず、制振効果が低
い。また、弱風，小地震時用にフィ−ドバックゲインを
設定した場合、強風，大地震時に制振装置が振り切れて
しまう、という問題が生じていた。
線形のコントロ−ラでは、強風時または大地震時用にフ
ィ−ドバックゲインを設定した場合、弱風や小地震の時
には、装置は小さな制御力しか発生せず、制振効果が低
い。また、弱風，小地震時用にフィ−ドバックゲインを
設定した場合、強風，大地震時に制振装置が振り切れて
しまう、という問題が生じていた。
【０００４】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、
橋梁，高層ビル等の構造物の制振装置の性能向上を目的
とする。
橋梁，高層ビル等の構造物の制振装置の性能向上を目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】構造物の振動方向に運動
可能な付加質量と、構造物に取り付けられこの付加質量
を駆動するアクチュエ−タと、構造物の振動を検出する
センサ−と、付加質量を介して構造物の振動を吸収する
ようにアクチュエ−タを作動させるコントロ−ラとを備
えた質量付加型制振装置において、このコントロ−ラ
が、前記センサ−で検出された構造物の振動量の検出値
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器に
よりディジタル値に変換された検出値を積分することに
より積分値に変換する積分器と、この積分値を時刻に対
応して格納する読み出し可能なメモリと、このメモリか
ら逐次積分値を読み出して主塔振動ＲＭＳ値を算出し、
前記積分器により変換された積分値にゲインＧを掛け、
前記主塔振動ＲＭＳ値で除するという演算を行なう演算
器と、この演算器で演算された演算結果をＤ／Ａ変換す
るＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器によりアナログ値
に変換された前記演算結果に比例した量で前記アクチュ
エ−タを駆動するドライバ−とからなるように振動制御
システムを構成する。
可能な付加質量と、構造物に取り付けられこの付加質量
を駆動するアクチュエ−タと、構造物の振動を検出する
センサ−と、付加質量を介して構造物の振動を吸収する
ようにアクチュエ−タを作動させるコントロ−ラとを備
えた質量付加型制振装置において、このコントロ−ラ
が、前記センサ−で検出された構造物の振動量の検出値
をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器に
よりディジタル値に変換された検出値を積分することに
より積分値に変換する積分器と、この積分値を時刻に対
応して格納する読み出し可能なメモリと、このメモリか
ら逐次積分値を読み出して主塔振動ＲＭＳ値を算出し、
前記積分器により変換された積分値にゲインＧを掛け、
前記主塔振動ＲＭＳ値で除するという演算を行なう演算
器と、この演算器で演算された演算結果をＤ／Ａ変換す
るＤ／Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器によりアナログ値
に変換された前記演算結果に比例した量で前記アクチュ
エ−タを駆動するドライバ−とからなるように振動制御
システムを構成する。
【０００６】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１に本発明の全体構成図を示す。
る。図１に本発明の全体構成図を示す。
【０００７】構造物１の上部に質量付加型制振装置が取
り付けられている。質量付加型制振装置には、構造物の
振動方向に運動可能な付加質量２が備えられている。ま
た、構造物１には、構造物の振動量として、加速度を測
定するセンサ−３が取り付けられている。センサ−３の
出力はコントロ−ラ４に入力され、演算を行なった後ド
ライバ−５に入力される。ドライバ−５は制振装置内部
に組み込まれたアクチュエ−タ６につながれ、これを駆
動する。
り付けられている。質量付加型制振装置には、構造物の
振動方向に運動可能な付加質量２が備えられている。ま
た、構造物１には、構造物の振動量として、加速度を測
定するセンサ−３が取り付けられている。センサ−３の
出力はコントロ−ラ４に入力され、演算を行なった後ド
ライバ−５に入力される。ドライバ−５は制振装置内部
に組み込まれたアクチュエ−タ６につながれ、これを駆
動する。
【０００８】コントロ−ラ４内部はＡ／Ｄ変換器７、積
分器８、演算器９、メモリ１０及びＤ／Ａ変換器１１に
より構成されている（図４）。
分器８、演算器９、メモリ１０及びＤ／Ａ変換器１１に
より構成されている（図４）。
【０００９】センサ−３で検出された構造物１の加速度
(ｄ2Ｘ／ｄt2）は、Ａ／Ｄ変換器７を介してコントロ−
ラ４内に取り込まれる。積分器８を２度通して変位Ｘに
変換した後、演算器９内でゲインＧを掛け、別途演算し
て求めた主塔変位ＲＭＳ値ＸRMS で除する。ここで、主
塔変位ＲＭＳ値は、変位についての主塔振動ＲＭＳ値で
ある。この答え(ｄＸa／ｄt）＝Ｇ・Ｘ／ＸRMSをＤ／Ａ
変換器１１を介して、ドライバ−５に入力する。また変
位Ｘはメモリ１０に格納され、主塔変位ＲＭＳ値ＸRMS
を算出するのに使われる。なお、この実施例では、セン
サ−で構造物の振動量として加速度を検出し、変位の値
を演算器で演算するものであるので、積分器により２度
積分をしてやる必要があるが、センサ−で変位を検出
し、その変位の値をそのまま演算するのであれば、積分
器は不要であり、Ａ／Ｄ変位器によりディジタル値に変
換された変位を直接演算器に入力してやればよい。
(ｄ2Ｘ／ｄt2）は、Ａ／Ｄ変換器７を介してコントロ−
ラ４内に取り込まれる。積分器８を２度通して変位Ｘに
変換した後、演算器９内でゲインＧを掛け、別途演算し
て求めた主塔変位ＲＭＳ値ＸRMS で除する。ここで、主
塔変位ＲＭＳ値は、変位についての主塔振動ＲＭＳ値で
ある。この答え(ｄＸa／ｄt）＝Ｇ・Ｘ／ＸRMSをＤ／Ａ
変換器１１を介して、ドライバ−５に入力する。また変
位Ｘはメモリ１０に格納され、主塔変位ＲＭＳ値ＸRMS
を算出するのに使われる。なお、この実施例では、セン
サ−で構造物の振動量として加速度を検出し、変位の値
を演算器で演算するものであるので、積分器により２度
積分をしてやる必要があるが、センサ−で変位を検出
し、その変位の値をそのまま演算するのであれば、積分
器は不要であり、Ａ／Ｄ変位器によりディジタル値に変
換された変位を直接演算器に入力してやればよい。
【００１０】ＸRMS は次式(１)により計算される。
【００１１】
【数１】
【００１２】ドライバ−５は入力された演算結果(ｄＸa
／ｄt)に比例した量として、速度でアクチュエ−タ６を
駆動する。アクチュエ−タ６は制振装置２の質量を動か
し、−Ｍa（ｄ2Ｘa／ｄt2)の制振力を構造物１に与え
る。構造物１を１自由度と仮定すると運動方程式は次式
(２)となる。
／ｄt)に比例した量として、速度でアクチュエ−タ６を
駆動する。アクチュエ−タ６は制振装置２の質量を動か
し、−Ｍa（ｄ2Ｘa／ｄt2)の制振力を構造物１に与え
る。構造物１を１自由度と仮定すると運動方程式は次式
(２)となる。
【００１３】
【数２】
【００１４】Ｇ＞０とすると、式(２)の左辺第２項のカ
ッコ内は正となるので、構造物１の減衰が増加すること
となり、このことは制振装置が働き、所期の目的を達成
することを意味する。
ッコ内は正となるので、構造物１の減衰が増加すること
となり、このことは制振装置が働き、所期の目的を達成
することを意味する。
【００１５】
【効果】この制振システムでは、制振装置のコントロ−
ラのフィ−ドバックゲインを構造物の過去の状態（変
位，加速度等のＲＭＳ値）により調整させるので、構造
物の振動の大小（言い換えれば風，地震等の外乱の大
小）によらず、常に制振装置の付加質量は、ほぼ一定の
振幅で作動する。このことは、制振装置の能力を常にフ
ルに用いた制振を行なっていることになり、線形のコン
トロ−ラを用いた場合よりも制振性能が向上することと
なる。
ラのフィ−ドバックゲインを構造物の過去の状態（変
位，加速度等のＲＭＳ値）により調整させるので、構造
物の振動の大小（言い換えれば風，地震等の外乱の大
小）によらず、常に制振装置の付加質量は、ほぼ一定の
振幅で作動する。このことは、制振装置の能力を常にフ
ルに用いた制振を行なっていることになり、線形のコン
トロ−ラを用いた場合よりも制振性能が向上することと
なる。
【図１】本発明の全体構成図を示す。
【図２】ＤＶＦＢコントロ−ラのブロック図。
【図３】最適レギュレ−タコントロ−ラのブロック図。
【図４】本発明のコントロ−ラのブロック図。
１ 構造物 ２ 付加質量 ３ センサ− ４ コントロ−ラ ５ ドライバ− ６ アクチュエ−タ ７ Ａ／Ｄ変換器 ８ 積分器 ９ 演算器 10 メモリ 11 Ｄ／Ａ変換器
Claims (3)
- 【請求項１】 構造物の振動方向に運動可能な付加質量
と、構造物に取り付けられこの付加質量を駆動するアク
チュエ−タと、構造物の振動を検出するセンサ−と、付
加質量を介して構造物の振動を吸収するようにアクチュ
エ−タを作動させるコントロ−ラとを備えた質量付加型
制振装置において、このコントロ−ラが、前記センサ−
で検出された構造物の振動量の検出値をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器によりディジタル値
に変換された検出値を積分することにより積分値に変換
する積分器と、この積分値を時刻に対応して格納する読
み出し可能なメモリと、このメモリから逐次積分値を読
み出して主塔振動ＲＭＳ値を算出し、前記積分器により
変換された積分値にゲインＧを掛け、前記主塔振動ＲＭ
Ｓ値で除するという演算を行なう演算器と、この演算器
で演算された演算結果をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器
と、このＤ／Ａ変換器によりアナログ値に変換された前
記演算結果に比例した量で前記アクチュエ−タを駆動す
るドライバ−とからなることを特徴とする構造物の振動
制御システム。 - 【請求項２】 構造物の振動方向に運動可能な付加質量
と、構造物に取り付けられこの付加質量を駆動するアク
チュエ−タと、構造物の振動を検出するセンサ−と、付
加質量を介して構造物の振動を吸収するようにアクチュ
エ−タを作動させるコントロ−ラとを備えた質量付加型
制振装置において、このコントロ−ラが、前記センサ−
で検出された構造物の振動量の検出値をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器によりディジタル値
に変換された検出値を時刻に対応して格納する読み出し
可能なメモリと、このメモリから逐次検出値を読み出し
て主塔振動ＲＭＳ値を算出し、ディジタル値に変換され
た検出値にゲインＧを掛け、前記主塔振動ＲＭＳ値で除
するという演算を行なう演算器と、この演算器で演算さ
れた演算結果をＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器と、このＤ
／Ａ変換器によりアナログ値に変換された前記演算結果
に比例した量で前記アクチュエ−タを駆動するドライバ
−とからなることを特徴とする構造物の振動制御システ
ム。 - 【請求項３】 構造物の振動方向に運動可能な付加質量
と、構造物に取り付けられこの付加質量を駆動するアク
チュエ−タと、構造物の振動を検出するセンサ−と、付
加質量を介して構造物の振動を吸収するようにアクチュ
エ−タを作動させるコントロ−ラとを備えた質量付加型
制振装置において、このコントロ−ラが、前記センサ−
で検出された構造物の加速度の検出値をＡ／Ｄ変換する
Ａ／Ｄ変換器と、このＡ／Ｄ変換器によりディジタル値
に変換された加速度を２度積分することにより変位に変
換する積分器と、この変位を時刻に対応して格納する読
み出し可能なメモリと、このメモリから逐次変位を読み
出して主塔変位ＲＭＳ値を算出し、前記積分器により変
換された変位にゲインＧを掛け、前記主塔変位ＲＭＳ値
で除するという演算を行なう演算器と、この演算器で演
算された演算結果（ｄＸa／ｄt）をＤ／Ａ変換するＤ／
Ａ変換器と、このＤ／Ａ変換器によりアナログ値に変換
された前記演算結果(ｄＸa／ｄt)に比例した速度で前記
アクチュエ−タを駆動するドライバ−とからなることを
特徴とする構造物の振動制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6055629A JP3040303B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 構造物の振動制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6055629A JP3040303B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 構造物の振動制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07259924A true JPH07259924A (ja) | 1995-10-13 |
| JP3040303B2 JP3040303B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=13004082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6055629A Expired - Lifetime JP3040303B2 (ja) | 1994-03-25 | 1994-03-25 | 構造物の振動制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3040303B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6637840B2 (ja) * | 2016-05-30 | 2020-01-29 | 住友理工株式会社 | 能動型制振装置 |
-
1994
- 1994-03-25 JP JP6055629A patent/JP3040303B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3040303B2 (ja) | 2000-05-15 |
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