JPH0814323A - 制振装置の制御装置 - Google Patents
制振装置の制御装置Info
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- JPH0814323A JPH0814323A JP14623994A JP14623994A JPH0814323A JP H0814323 A JPH0814323 A JP H0814323A JP 14623994 A JP14623994 A JP 14623994A JP 14623994 A JP14623994 A JP 14623994A JP H0814323 A JPH0814323 A JP H0814323A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 付加質量の振動振幅を所定の範囲に収め、滑
らかな付加質量の動作によって構造物の制振を持続的に
実現する制振装置の制御装置を得る。 【構成】 構造物１上において構造物１の振動方向に移
動可能に配置される付加質量２を駆動するアクチュエー
タ３と、構造物１の速度を検出する速度センサ４と、構
造物１と付加質量２との相対変位を検出する変位センサ
５と、速度センサ４の出力信号と変位センサ５の出力信
号とに基づいてアクチュエータ３への指令信号を算出し
て出力する制御則６ｚと、変位センサ５の出力信号と指
令信号とを入力し、付加質量２が稼働限界範囲の限界位
置近傍で、かつ限界位置に向かう方向に移動する場合に
は、指令信号のレベルを下げるようにこの指令信号にゲ
インを掛ける可変ゲイン調整機構とを備えた。
らかな付加質量の動作によって構造物の制振を持続的に
実現する制振装置の制御装置を得る。 【構成】 構造物１上において構造物１の振動方向に移
動可能に配置される付加質量２を駆動するアクチュエー
タ３と、構造物１の速度を検出する速度センサ４と、構
造物１と付加質量２との相対変位を検出する変位センサ
５と、速度センサ４の出力信号と変位センサ５の出力信
号とに基づいてアクチュエータ３への指令信号を算出し
て出力する制御則６ｚと、変位センサ５の出力信号と指
令信号とを入力し、付加質量２が稼働限界範囲の限界位
置近傍で、かつ限界位置に向かう方向に移動する場合に
は、指令信号のレベルを下げるようにこの指令信号にゲ
インを掛ける可変ゲイン調整機構とを備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、建設中又は完成した橋
梁の主塔、ビル又はアンテナなどに代表される構造物の
制振装置の制御装置に関する。
梁の主塔、ビル又はアンテナなどに代表される構造物の
制振装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】風や地震等による構造物の振動を低減
し、建設中の構造物に対しては作業の安全の確保及び作
業の遅延の防止を実現し、完成構造物に対しては振動の
少ない快適な居住性を実現するために、種々の構造物に
制振装置が設置される。このような制振装置の一つとし
てアクティブマスダンパーを利用したものがあり、その
制御装置としては、直接速度フィードバック法と呼ばれ
る制振原理を用いたものが従来から知られている。
し、建設中の構造物に対しては作業の安全の確保及び作
業の遅延の防止を実現し、完成構造物に対しては振動の
少ない快適な居住性を実現するために、種々の構造物に
制振装置が設置される。このような制振装置の一つとし
てアクティブマスダンパーを利用したものがあり、その
制御装置としては、直接速度フィードバック法と呼ばれ
る制振原理を用いたものが従来から知られている。
【０００３】この制御原理は、アクティブマスダンパー
設置位置の構造物の速度に比例した力をアクティブマス
ダンパーによって発生させ、構造物の見かけの減衰を増
加させて制振する手法であり、構造物の特性が変化して
も安定な制御系を得ることができるものである。この種
の制振装置の具体例としては、例えば、三菱重工技報Ｖ
ｏｌ．２６，Ｎｏ６（１９８９−１１）「耐震、制振型
自動格納設備の開発」に記載されたものがある。このも
のは、構造物の振動を検出する検出手段と、入出力及び
演算部と、速度指令値型のアクチュエータ制御部と、ア
クティブマス駆動部と、アクティブマスとで構成される
制振装置において、構造物の速度と変位の線形結合によ
り入出力及び演算部で得られる制振信号と、アクティブ
マス位置のフィードバック信号とをアクチュエータ制御
部に与えてアクティブマスダンパーを制御するものであ
る。また、他の例としては特開昭６０−８５１６５号公
報に示されているように、局所的な衝撃外乱や局部的弾
性振動等の構造物振動とは本質的には無関係のノイズの
影響を除くため、構造物系の固有振動数周辺に帯域フィ
ルタを付加したものがある。
設置位置の構造物の速度に比例した力をアクティブマス
ダンパーによって発生させ、構造物の見かけの減衰を増
加させて制振する手法であり、構造物の特性が変化して
も安定な制御系を得ることができるものである。この種
の制振装置の具体例としては、例えば、三菱重工技報Ｖ
ｏｌ．２６，Ｎｏ６（１９８９−１１）「耐震、制振型
自動格納設備の開発」に記載されたものがある。このも
のは、構造物の振動を検出する検出手段と、入出力及び
演算部と、速度指令値型のアクチュエータ制御部と、ア
クティブマス駆動部と、アクティブマスとで構成される
制振装置において、構造物の速度と変位の線形結合によ
り入出力及び演算部で得られる制振信号と、アクティブ
マス位置のフィードバック信号とをアクチュエータ制御
部に与えてアクティブマスダンパーを制御するものであ
る。また、他の例としては特開昭６０−８５１６５号公
報に示されているように、局所的な衝撃外乱や局部的弾
性振動等の構造物振動とは本質的には無関係のノイズの
影響を除くため、構造物系の固有振動数周辺に帯域フィ
ルタを付加したものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の制振装
置の制御装置は、アクチュエータへの指令値を得るため
に速度センサや加速度センサの検出信号を積分器によっ
て積分する必要があり、このため速度センサや加速度セ
ンサなどに含まれる低周波ドリフトなどのノイズが増幅
され、付加質量運動の動きが乱れ、所定の稼働範囲を越
えてしまう場合がある。また、構造物系の固有振動数を
励起する風や地震力の強さは想定された外乱力以上にな
る場合もあるため、この場合にも上記と同様に付加質量
が所定の稼働範囲を越えることがある。従来このような
場合には機械的なストッパーなどで付加質量を止めるよ
うにしていたので、滑らかで持続的な制振動作ができな
いという問題点があった。
置の制御装置は、アクチュエータへの指令値を得るため
に速度センサや加速度センサの検出信号を積分器によっ
て積分する必要があり、このため速度センサや加速度セ
ンサなどに含まれる低周波ドリフトなどのノイズが増幅
され、付加質量運動の動きが乱れ、所定の稼働範囲を越
えてしまう場合がある。また、構造物系の固有振動数を
励起する風や地震力の強さは想定された外乱力以上にな
る場合もあるため、この場合にも上記と同様に付加質量
が所定の稼働範囲を越えることがある。従来このような
場合には機械的なストッパーなどで付加質量を止めるよ
うにしていたので、滑らかで持続的な制振動作ができな
いという問題点があった。
【０００５】本発明はかかる課題を解決するためになさ
れたものであり、センサノイズ等で付加質量の動きが乱
されたり、想定された大きさ以上の外乱力が構造物に作
用した場合においても、付加質量の振動振幅を所定の範
囲に収めながら滑らかな付加質量の動作によって構造物
の効果的な制振を持続的に実現する制振装置の制御装置
を提供することを目的としている。
れたものであり、センサノイズ等で付加質量の動きが乱
されたり、想定された大きさ以上の外乱力が構造物に作
用した場合においても、付加質量の振動振幅を所定の範
囲に収めながら滑らかな付加質量の動作によって構造物
の効果的な制振を持続的に実現する制振装置の制御装置
を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る制振装置の
制御装置は、構造物に設置され、該構造物の振動方向に
移動可能に配置される付加質量と、該付加質量を駆動す
るアクチュエータと、前記構造物の速度あるいは加速度
を検出する振動センサと、前記構造物と前記付加質量と
の相対変位を検出する変位センサと、前記振動センサの
出力信号と前記変位センサの出力信号とに基づいて前記
アクチュエータへの指令信号を算出して出力する制御手
段と、前記変位センサの出力信号と前記指令信号又は前
記振動センサの出力信号系の信号とを入力し、前記付加
質量が稼働限界範囲の限界位置近傍で、かつ限界位置に
向かう方向に移動する場合には、前記指令信号又は前記
振動センサの出力信号系の信号レベルを下げるように調
整する信号レベル調整手段とを備えたものである。
制御装置は、構造物に設置され、該構造物の振動方向に
移動可能に配置される付加質量と、該付加質量を駆動す
るアクチュエータと、前記構造物の速度あるいは加速度
を検出する振動センサと、前記構造物と前記付加質量と
の相対変位を検出する変位センサと、前記振動センサの
出力信号と前記変位センサの出力信号とに基づいて前記
アクチュエータへの指令信号を算出して出力する制御手
段と、前記変位センサの出力信号と前記指令信号又は前
記振動センサの出力信号系の信号とを入力し、前記付加
質量が稼働限界範囲の限界位置近傍で、かつ限界位置に
向かう方向に移動する場合には、前記指令信号又は前記
振動センサの出力信号系の信号レベルを下げるように調
整する信号レベル調整手段とを備えたものである。
【０００７】また、信号レベル調整手段を指令信号又は
制振信号のゲインを調整するゲイン調整手段で構成した
ものである
制振信号のゲインを調整するゲイン調整手段で構成した
ものである
【０００８】さらに、信号レベル調整手段は指令信号の
信号レベルの上下限値を設定する上下限設定手段で構成
したものである。
信号レベルの上下限値を設定する上下限設定手段で構成
したものである。
【０００９】
【作用】上記のように構成された制振装置の制御装置に
おいては、制御手段が、振動センサの出力信号と変位セ
ンサの出力信号とに基づいてアクチュエータへの指令信
号を算出して出力するまた、信号レベル調整手段は、変
位センサの出力信号と指令信号又は制振信号とが入力さ
れ、付加質量が稼働限界範囲の限界位置近傍で、かつ限
界位置に向かう方向に移動する場合には、指令信号のレ
ベルを下げるように指令信号の信号レベルを調整する。
おいては、制御手段が、振動センサの出力信号と変位セ
ンサの出力信号とに基づいてアクチュエータへの指令信
号を算出して出力するまた、信号レベル調整手段は、変
位センサの出力信号と指令信号又は制振信号とが入力さ
れ、付加質量が稼働限界範囲の限界位置近傍で、かつ限
界位置に向かう方向に移動する場合には、指令信号のレ
ベルを下げるように指令信号の信号レベルを調整する。
【００１０】また、ゲイン調整手段は指令信号又は制振
信号のゲインを調整する。
信号のゲインを調整する。
【００１１】さらに、上下限設定手段は指令信号の信号
レベルの上下限値を設定する。
レベルの上下限値を設定する。
【００１２】
実施例１．図１は本発明の一実施例の構成を示すブロッ
ク図、図２は実施例を適用した場合における構成機器の
説明図である。まず、図２に基づいて構成機器の説明を
する。図２に示すように構造物１を制振する振動モード
が発現する位置に付加質量２を、これを駆動するアクチ
ュエータ（サーボモータ等）３を介して設置する。ま
た、構造物１の速度を検出する速度センサ４をアクチュ
エータ設置位置に設置し、さらに付加質量２の構造物１
に対する相対変位を検出する変位センサ５を設置する。
速度センサ４及び変位センサ５の信号は制御器６に入力
され、制御器６はこの信号に基づいてアクチュエータ３
に制御信号を与え、アクチュエータ３がこの制御信号に
基づいて付加質量２を駆動させる。
ク図、図２は実施例を適用した場合における構成機器の
説明図である。まず、図２に基づいて構成機器の説明を
する。図２に示すように構造物１を制振する振動モード
が発現する位置に付加質量２を、これを駆動するアクチ
ュエータ（サーボモータ等）３を介して設置する。ま
た、構造物１の速度を検出する速度センサ４をアクチュ
エータ設置位置に設置し、さらに付加質量２の構造物１
に対する相対変位を検出する変位センサ５を設置する。
速度センサ４及び変位センサ５の信号は制御器６に入力
され、制御器６はこの信号に基づいてアクチュエータ３
に制御信号を与え、アクチュエータ３がこの制御信号に
基づいて付加質量２を駆動させる。
【００１３】次に、図１に基づいて制御器６の構成を説
明する。図において、図２と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。図に示すように、制御器６は、制
振制御と付加質量の位置制御とを実現する制御則６ｚ、
可変ゲイン６ｅ及び変位センサ５で検出された付加質量
相対変位と制振制御則６ｅからの出力に基づいて可変ゲ
イン６ｅのゲインを調整する可変ゲイン調整機構６ｄか
ら構成されている。
明する。図において、図２と同一部分には同一符号を付
して説明を省略する。図に示すように、制御器６は、制
振制御と付加質量の位置制御とを実現する制御則６ｚ、
可変ゲイン６ｅ及び変位センサ５で検出された付加質量
相対変位と制振制御則６ｅからの出力に基づいて可変ゲ
イン６ｅのゲインを調整する可変ゲイン調整機構６ｄか
ら構成されている。
【００１４】ここで、制御則６ｚは速度フィードバック
法と呼ばれる制振原理を応用したものや現代制御理論の
応用である最適レギュレータ理論、Ｈ∞制御理論などに
基づき導出される制御則などが考えられ、どの手法でも
かまわないが、本実施例では一例として速度指令値型の
アクチュエータを用いる場合の速度フィードバック法の
応用を示した。従って、制御則６ｚは図２に示すよう
に、速度センサ４の出力信号を積分する積分フィルタ６
ａと制振性能を決定する制振ゲイン６ｂと付加質量の稼
働中心位置制御を行なうＰＩ制御器６ｃとから構成され
る。
法と呼ばれる制振原理を応用したものや現代制御理論の
応用である最適レギュレータ理論、Ｈ∞制御理論などに
基づき導出される制御則などが考えられ、どの手法でも
かまわないが、本実施例では一例として速度指令値型の
アクチュエータを用いる場合の速度フィードバック法の
応用を示した。従って、制御則６ｚは図２に示すよう
に、速度センサ４の出力信号を積分する積分フィルタ６
ａと制振性能を決定する制振ゲイン６ｂと付加質量の稼
働中心位置制御を行なうＰＩ制御器６ｃとから構成され
る。
【００１５】可変ゲイン調整機構６ｄは想定外乱力以上
の外力が作用した場合等に、可変ゲイン６ｅのゲインを
調整して、滑らかな動作により付加質量の運動を制限す
るものである。可変ゲイン調整機構６ｄによって調整さ
れた可変ゲイン６ｅのゲインをαとすると、ゲインαは
付加質量３の相対変位ｘとゲインαを乗ずる前の制御則
６ｚにより算出される速度指令値Ｖref の関数として下
式で与えられる。 α＝ｆ（ｘ，Ｖref ） …（１） 関数ｆ（ｘ，Ｖref ）はｘ及びＶref の値に応じて０〜
１の値を出力するものである。図３は関数ｆ（ｘ，Ｖ
ref ）の一例を示すグラフであり、横軸は付加質量２の
相対変位ｘを、縦軸はゲインαをそれぞれ示している。
の外力が作用した場合等に、可変ゲイン６ｅのゲインを
調整して、滑らかな動作により付加質量の運動を制限す
るものである。可変ゲイン調整機構６ｄによって調整さ
れた可変ゲイン６ｅのゲインをαとすると、ゲインαは
付加質量３の相対変位ｘとゲインαを乗ずる前の制御則
６ｚにより算出される速度指令値Ｖref の関数として下
式で与えられる。 α＝ｆ（ｘ，Ｖref ） …（１） 関数ｆ（ｘ，Ｖref ）はｘ及びＶref の値に応じて０〜
１の値を出力するものである。図３は関数ｆ（ｘ，Ｖ
ref ）の一例を示すグラフであり、横軸は付加質量２の
相対変位ｘを、縦軸はゲインαをそれぞれ示している。
【００１６】以下、図３に基づいて、関数ｆ（ｘ，Ｖ
ref ）を説明する。図において、ｘ0及び−ｘ0 は付加
質量２が速度指令値Ｖref に基づいて移動できる範囲の
限界位置、ｘ1 又は−ｘ1 は付加質量が稼働できる範囲
の限界位置をそれぞれ示している。図３から分かるよう
に、付加質量が移動許容範囲 −ｘ0 ≦ｘ≦ｘ0 …（２） に存在する時にはゲインαは常時α＝１．０である。ま
た、付加質量が移動許容範囲ｘ0 又は−ｘ0 を越えて稼
働限界範囲ｘ1 又は−ｘ1 の間、即ち、 ｘ0 ≦｜ｘ｜≦ｘ1 …（３） に存在し、かつ ｘ・Ｖref ＞０ …（４） の場合には０≦α≦１の値を取る。また、（３）式の条
件を満たし、かつ ｘ・Ｖref ≦０ …（５） の場合にはα＝１の値を取る。
ref ）を説明する。図において、ｘ0及び−ｘ0 は付加
質量２が速度指令値Ｖref に基づいて移動できる範囲の
限界位置、ｘ1 又は−ｘ1 は付加質量が稼働できる範囲
の限界位置をそれぞれ示している。図３から分かるよう
に、付加質量が移動許容範囲 −ｘ0 ≦ｘ≦ｘ0 …（２） に存在する時にはゲインαは常時α＝１．０である。ま
た、付加質量が移動許容範囲ｘ0 又は−ｘ0 を越えて稼
働限界範囲ｘ1 又は−ｘ1 の間、即ち、 ｘ0 ≦｜ｘ｜≦ｘ1 …（３） に存在し、かつ ｘ・Ｖref ＞０ …（４） の場合には０≦α≦１の値を取る。また、（３）式の条
件を満たし、かつ ｘ・Ｖref ≦０ …（５） の場合にはα＝１の値を取る。
【００１７】さらに、具体例に基づいて詳説すると、付
加質量がｘ0 とｘ1 の間のｘa 点（図３参照）にあり、
かつＶref が正の値をとる（付加質量がｘ1 に向かう方
向に移動している場合）には、ゲインαはαa （０≦α
a ≦１）（図３参照）の値を取る。そして、付加質量２
が稼働限界位置ｘ1 に近くにしたがってゲインαは図３
のグラフに示すように０に近い値となり、付加質量の変
位ｘが稼働限界位置ｘ1 に一致するとゲインαは０とな
る。この状態では、アクチュエータへの速度指令値が０
となり付加質量は停止する。さらに、α＝０となり付加
質量が停止した後に、速度指令値Ｖref の符号が反転す
ると、（５）式の条件に従いα＝１となり、アクチュエ
ータの起動がかかる。付加質量の変位ｘが負の値の場合
も同様である。
加質量がｘ0 とｘ1 の間のｘa 点（図３参照）にあり、
かつＶref が正の値をとる（付加質量がｘ1 に向かう方
向に移動している場合）には、ゲインαはαa （０≦α
a ≦１）（図３参照）の値を取る。そして、付加質量２
が稼働限界位置ｘ1 に近くにしたがってゲインαは図３
のグラフに示すように０に近い値となり、付加質量の変
位ｘが稼働限界位置ｘ1 に一致するとゲインαは０とな
る。この状態では、アクチュエータへの速度指令値が０
となり付加質量は停止する。さらに、α＝０となり付加
質量が停止した後に、速度指令値Ｖref の符号が反転す
ると、（５）式の条件に従いα＝１となり、アクチュエ
ータの起動がかかる。付加質量の変位ｘが負の値の場合
も同様である。
【００１８】このようにゲイン調整がオンラインで行な
われるため、構造物に大きな外力が突発的に作用したよ
うな場合でも、付加質量２は稼働限界位置に近づくにし
たがって滑らかな動作で減速し、稼働限界位置で停止す
る。そして、次の瞬間に振動方向が反転すれば速やかに
制振動作に入ることができる。したがって、ストッパー
などで付加質量２の動きを急激に停止する場合と異な
り、上述の構造物に大きな外力が突発的に作用したよう
な場合でも、持続的に制振装置の制振能力を最大限に引
き出すことが可能となる。
われるため、構造物に大きな外力が突発的に作用したよ
うな場合でも、付加質量２は稼働限界位置に近づくにし
たがって滑らかな動作で減速し、稼働限界位置で停止す
る。そして、次の瞬間に振動方向が反転すれば速やかに
制振動作に入ることができる。したがって、ストッパー
などで付加質量２の動きを急激に停止する場合と異な
り、上述の構造物に大きな外力が突発的に作用したよう
な場合でも、持続的に制振装置の制振能力を最大限に引
き出すことが可能となる。
【００１９】実施例２．図４は本発明の他の実施例の構
成を示すブロック図である。本実施例においては、実施
例１で示したように、アクチュエータへの速度指令値Ｖ
ref そのものにゲインαを乗ずる代わりに、図４に示す
ように制振ゲイン６ｂの直後に可変ゲイン６ｅを配置し
て、制振ゲイン６ｂを通過した信号にゲインαを乗ずる
ようにしたものである。これは、本発明に係るゲイン調
整が、速度センサ４の値にノイズが混入したり、想定さ
れる以上の大きな構造物振動が検出された場合に必要と
なることを考慮したものである。
成を示すブロック図である。本実施例においては、実施
例１で示したように、アクチュエータへの速度指令値Ｖ
ref そのものにゲインαを乗ずる代わりに、図４に示す
ように制振ゲイン６ｂの直後に可変ゲイン６ｅを配置し
て、制振ゲイン６ｂを通過した信号にゲインαを乗ずる
ようにしたものである。これは、本発明に係るゲイン調
整が、速度センサ４の値にノイズが混入したり、想定さ
れる以上の大きな構造物振動が検出された場合に必要と
なることを考慮したものである。
【００２０】本実施例においては、実施例１で示したゲ
インをα算出する関数ｆ（ｘ，Ｖre f ）における速度指
令値Ｖref の代わりに図４に示すように制振ゲイン６ｂ
への入力信号である制振信号を用いればよい。また、図
４の可変ゲイン６ｅの代わりに図４の制振ゲイン６ｂを
可変にしてもよい。さらに、ゲインの調整は速度センサ
４の出力信号であって制御則６ｚに入力前の信号につい
て行ってもよい。この場合において、速度センサ４の出
力信号と積分フィルタ６ｂによって積分した後の信号と
に符号の変化がある場合には可変ゲイン調整機構６ｄに
よってこれを調整するようにすればよい。また、上記実
施例で示した速度フィードバック法以外の制御則を利用
した場合にも、上述の実施例２と同様に速度センサ４の
出力系の信号処理部に可変ゲインを設置し、速度指令値
Ｖref に代わる適切な信号を取り出すことにより適用で
きる。
インをα算出する関数ｆ（ｘ，Ｖre f ）における速度指
令値Ｖref の代わりに図４に示すように制振ゲイン６ｂ
への入力信号である制振信号を用いればよい。また、図
４の可変ゲイン６ｅの代わりに図４の制振ゲイン６ｂを
可変にしてもよい。さらに、ゲインの調整は速度センサ
４の出力信号であって制御則６ｚに入力前の信号につい
て行ってもよい。この場合において、速度センサ４の出
力信号と積分フィルタ６ｂによって積分した後の信号と
に符号の変化がある場合には可変ゲイン調整機構６ｄに
よってこれを調整するようにすればよい。また、上記実
施例で示した速度フィードバック法以外の制御則を利用
した場合にも、上述の実施例２と同様に速度センサ４の
出力系の信号処理部に可変ゲインを設置し、速度指令値
Ｖref に代わる適切な信号を取り出すことにより適用で
きる。
【００２１】実施例３．図５は本発明の他の実施例の構
成を示すブロック図である。本実施例においては、実施
例１で示した可変ゲイン６ｅに代えて可変上下限６ｇ
を、また可変ゲイン調整機構６ｄに代えて上下限調整機
構６ｆをそれぞれ設けたものである。可変上下限６ｇは
上下限調整機構６ｆによって調整され、想定外乱力以上
の外力が作用した場合等に、速度指令値Ｖref の上限及
び下限を調整して、滑らかな動作により付加質量の運動
を制限するものである。上下限調整機構６ｆによって制
限された可変上下限６ｇをＶmax ，−Ｖmax とすれば、
Ｖmax ，−Ｖmax は付加質量３の相対変位ｘと制御則６
ｚにより算出される速度指令値Ｖref の関数として下式
で与えられる。 Ｖmax ，−Ｖmax ＝ｇ（ｘ，Ｖref ） …（６） 関数ｇ（ｘ，Ｖref ）はｘ及びＶref の値に応じて所定
の上下限値を出力するものである。
成を示すブロック図である。本実施例においては、実施
例１で示した可変ゲイン６ｅに代えて可変上下限６ｇ
を、また可変ゲイン調整機構６ｄに代えて上下限調整機
構６ｆをそれぞれ設けたものである。可変上下限６ｇは
上下限調整機構６ｆによって調整され、想定外乱力以上
の外力が作用した場合等に、速度指令値Ｖref の上限及
び下限を調整して、滑らかな動作により付加質量の運動
を制限するものである。上下限調整機構６ｆによって制
限された可変上下限６ｇをＶmax ，−Ｖmax とすれば、
Ｖmax ，−Ｖmax は付加質量３の相対変位ｘと制御則６
ｚにより算出される速度指令値Ｖref の関数として下式
で与えられる。 Ｖmax ，−Ｖmax ＝ｇ（ｘ，Ｖref ） …（６） 関数ｇ（ｘ，Ｖref ）はｘ及びＶref の値に応じて所定
の上下限値を出力するものである。
【００２２】図６は関数ｇ（ｘ，Ｖref ）の一例を示す
グラフであり、横軸は付加質量２の相対変位ｘを、縦軸
は上下限値をそれぞれ示している。以下、図６に基づい
て、関数ｇ（ｘ，Ｖref ）を説明する。まず、付加質量
２の変位ｘが正の値であり、かつＶref の値も正の場合
について説明すると、ｘが０とｘ0 の間にある場合は上
限値Ｖmax は図６に示すように一定の値をとる。そし
て、付加質量２がｘ0 を越えて稼働許容範囲限界位置ｘ
1 に近付くと上限値Ｖmax の値は徐々に小さくなって行
き、付加質量の変位ｘが稼働限界位置ｘ1 に一致すると
０になる。この状態では、アクチュエータへの速度指令
値が０となり付加質量は停止する。その後は、速度指令
値Ｖref の符号が反転したときには、下限値−Ｖmax は
設けられていないので、速度指令値Ｖref は制限される
ことなくそのままアクチュエータへの速度指令値として
入力される。付加質量の変位ｘが負の値の場合も同様で
ある。
グラフであり、横軸は付加質量２の相対変位ｘを、縦軸
は上下限値をそれぞれ示している。以下、図６に基づい
て、関数ｇ（ｘ，Ｖref ）を説明する。まず、付加質量
２の変位ｘが正の値であり、かつＶref の値も正の場合
について説明すると、ｘが０とｘ0 の間にある場合は上
限値Ｖmax は図６に示すように一定の値をとる。そし
て、付加質量２がｘ0 を越えて稼働許容範囲限界位置ｘ
1 に近付くと上限値Ｖmax の値は徐々に小さくなって行
き、付加質量の変位ｘが稼働限界位置ｘ1 に一致すると
０になる。この状態では、アクチュエータへの速度指令
値が０となり付加質量は停止する。その後は、速度指令
値Ｖref の符号が反転したときには、下限値−Ｖmax は
設けられていないので、速度指令値Ｖref は制限される
ことなくそのままアクチュエータへの速度指令値として
入力される。付加質量の変位ｘが負の値の場合も同様で
ある。
【００２３】本実施例によれば、付加質量２が稼働許容
限界位置ｘ1 に近付くにしたがって、可変上下限６ｇの
Ｖmax 又は｜−Ｖmax ｜の値を小さくし、速度指令値Ｖ
refの大きさを制限するようにしたので、実施例１の場
合と同様に付加質量２は稼働限界位置に近づくにしたが
って滑らかな動作で減速し、稼働限界位置で停止する。
そして、次の瞬間に振動方向が反転すれば速やかに制振
動作に入ることができるのである。さらに、本実施例で
は付加質量２がｘ0 とｘ1 の間又は−ｘ0 と−ｘ1 の間
に存在する場合において、速度指令値Ｖref が可変上下
限６ｇの設定値であるＶmax 又は｜−Ｖmax ｜よりも小
さいレベルのときは、その信号は制限されることなくそ
のままアクチュエータへの速度指令値として入力され
る。したがって、この様な場合に実施例１ではゲインが
掛けられて速度指令値が小さくなり制振性能が劣化する
が、本実施例ではこの様な場合にも制振性能が劣化する
ことがない。すなわち、本実施例によれば、実施例１の
効果に加えて制振装置の限界性能をよりより引き出すこ
とができるのである。
限界位置ｘ1 に近付くにしたがって、可変上下限６ｇの
Ｖmax 又は｜−Ｖmax ｜の値を小さくし、速度指令値Ｖ
refの大きさを制限するようにしたので、実施例１の場
合と同様に付加質量２は稼働限界位置に近づくにしたが
って滑らかな動作で減速し、稼働限界位置で停止する。
そして、次の瞬間に振動方向が反転すれば速やかに制振
動作に入ることができるのである。さらに、本実施例で
は付加質量２がｘ0 とｘ1 の間又は−ｘ0 と−ｘ1 の間
に存在する場合において、速度指令値Ｖref が可変上下
限６ｇの設定値であるＶmax 又は｜−Ｖmax ｜よりも小
さいレベルのときは、その信号は制限されることなくそ
のままアクチュエータへの速度指令値として入力され
る。したがって、この様な場合に実施例１ではゲインが
掛けられて速度指令値が小さくなり制振性能が劣化する
が、本実施例ではこの様な場合にも制振性能が劣化する
ことがない。すなわち、本実施例によれば、実施例１の
効果に加えて制振装置の限界性能をよりより引き出すこ
とができるのである。
【００２４】なお、上記実施例１〜３においては速度指
令値型のアクチュエータを利用した場合を例に挙げて説
明したが、変位指令値型のアクチュエータであっても何
ら問題無く上記原理が適用できる。
令値型のアクチュエータを利用した場合を例に挙げて説
明したが、変位指令値型のアクチュエータであっても何
ら問題無く上記原理が適用できる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、付加質量が稼働限界範囲の限界位置近傍で、かつ限
界位置に向かう方向に移動する場合には、指令信号のレ
ベルを下げるよう調整するようにしたので、振動センサ
などに低周波ドリフトを引き起こすようなノイズが含ま
れる場合や、想定外乱力以上の外乱力が構造物に作用し
た場合においても、付加質量の振動振幅を所定の範囲に
収め、滑らかに付加質量を稼働しつつ、構造物の効果的
な制振を持続的に実現することができる。
は、付加質量が稼働限界範囲の限界位置近傍で、かつ限
界位置に向かう方向に移動する場合には、指令信号のレ
ベルを下げるよう調整するようにしたので、振動センサ
などに低周波ドリフトを引き起こすようなノイズが含ま
れる場合や、想定外乱力以上の外乱力が構造物に作用し
た場合においても、付加質量の振動振幅を所定の範囲に
収め、滑らかに付加質量を稼働しつつ、構造物の効果的
な制振を持続的に実現することができる。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】図１に示した実施例を適用した場合における構
成機器の説明図である。
成機器の説明図である。
【図３】実施例における可変ゲイン調整機構の関数のグ
ラフである。
ラフである。
【図４】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図５】本発明の他の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】実施例における上下限調整機構の関数のグラフ
である。
である。
１ 構造物 ２ 付加質量 ３ アクチュエータ ４ 速度センサ ５ 変位センサ ６ 制御器 ６ａ 積分フィルタ ６ｂ 制振ゲイン ６ｃ ＰＩ制御器 ６ｄ 可変ゲイン調整機構 ６ｅ 可変ゲイン ６ｆ 上下限調整機構 ６ｇ 可変上下限 ６ｚ 制御則
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋田 正大 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 小泉 幹男 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 構造物に設置され、該構造物の振動方向
に移動可能に配置される付加質量と、 該付加質量を駆動するアクチュエータと、 前記構造物の速度あるいは加速度を検出する振動センサ
と、 前記構造物と前記付加質量との相対変位を検出する変位
センサと、 前記振動センサの出力信号と前記変位センサの出力信号
とに基づいて前記アクチュエータへの指令信号を算出し
て出力する制御手段と、 前記変位センサの出力信号と前記指令信号又は前記振動
センサの出力信号系の信号とを入力し、前記付加質量が
稼働限界範囲の限界位置近傍で、かつ限界位置に向かう
方向に移動する場合には、前記指令信号又は前記振動セ
ンサの出力信号系の信号レベルを下げるように調整する
信号レベル調整手段とを備えたことを特徴とする制振装
置の制御装置。 - 【請求項２】 信号レベル調整手段は指令信号又は制振
信号のゲインを調整するゲイン調整手段であることを特
徴とする請求項１記載の制振装置の制御装置。 - 【請求項３】 信号レベル調整手段は指令信号の信号レ
ベルの上下限値を設定する上下限設定手段であることを
特徴とする請求項１記載の制振装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14623994A JPH0814323A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 制振装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14623994A JPH0814323A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 制振装置の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0814323A true JPH0814323A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=15403253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14623994A Pending JPH0814323A (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | 制振装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0814323A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007239942A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Ihi Corp | 能動型制振方法及び装置 |
| JP2016011717A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 大成建設株式会社 | アクティブ制振方法 |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP14623994A patent/JPH0814323A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007239942A (ja) * | 2006-03-10 | 2007-09-20 | Ihi Corp | 能動型制振方法及び装置 |
| JP2016011717A (ja) * | 2014-06-30 | 2016-01-21 | 大成建設株式会社 | アクティブ制振方法 |
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