JPH08270720A - Vibration controller for structure - Google Patents

Vibration controller for structure

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Publication number
JPH08270720A
JPH08270720A JP7219095A JP7219095A JPH08270720A JP H08270720 A JPH08270720 A JP H08270720A JP 7219095 A JP7219095 A JP 7219095A JP 7219095 A JP7219095 A JP 7219095A JP H08270720 A JPH08270720 A JP H08270720A
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JP
Japan
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weight
vibration
displacement
signal
damping device
Prior art date
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Application number
JP7219095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Harukuni Matsuyama
治邦 松山
Yoshitaka Ogawa
義孝 小川
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Hitachi Zosen Corp
Original Assignee
Hitachi Zosen Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08270720A publication Critical patent/JPH08270720A/en
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)
  • Bridges Or Land Bridges (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

PURPOSE: To surely lower the number of vibration even for a low mode of vibration of a structure. CONSTITUTION: A vibration controller is provided with an accelerometer 42, which detects the acceleration of a structure, a displacement detectors 45, which detects the horizontal movement (or displacement) of a weight 17, an anemometer 41, which is placed on the structure to detect the wind velocity in the direction of horizontal movement of the weight 17, and a controlling device 30, which draws fuzzy inference, based on an acceleration detection signal from the accelerometer 42, a displacement detection signal from the displacement detector 45, and a wind velocity detection signal from the anelometer 41, in order to output the quantity of driving of the weight 17 to a driving motor 21 for the weight 17. Accordingly, since the quantity of driving of the weight 17 is obtained by taking the wind velocity, or the mode of the number of vibration of the structure, in addition to the velocity and displacement of the structure into the fuzzy inference, a large quantity of driving of the weight 17 can be obtained even for the case of low number of vibration, so that the vibration of the structure can be restricted.

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、例えば、橋梁主塔やビ
ル、タワー等の構造物の風圧や地震などによる水平方向
の振動を減衰させ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 damping horizontal vibrations of structures such as bridge main towers, buildings and towers due to wind pressure and earthquakes.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、図7に示すように、斜張橋を架
設する場合には、所定間隔をおいて橋梁主塔1を立設し
た後、該橋梁主塔1から橋桁2を水平方向に漸次延設す
ると共に、該橋桁2と橋梁主塔1との間にケーブル3を
張設して、その橋桁2の水平状態を保持し、最終的に
は、隣接する橋梁主塔1,1間で橋桁2,2どうしを互
いに一体連結することが行われるが、その架設作業中
に、橋桁2がその上を移動する作業機械や風圧などによ
って振動されやすく、その振動状態を放置しておくと、
共振現象を起こす恐れがあり、非常に危険であるため、
橋梁主塔1に制振装置4が配置され、また、図8に示す
ような高層ビル5やタワー等の構造物にも同様の理由で
制振装置4が配置されている。
2. Description of the Related Art For example, as shown in FIG. 7, when a cable-stayed bridge is to be erected, a bridge main tower 1 is erected at a predetermined interval, and then a bridge girder 2 is horizontally moved from the bridge main tower 1. The bridge girder 2 and the bridge main tower 1, and a cable 3 is stretched between the bridge girder 2 and the bridge main tower 1 to keep the bridge girder 2 in a horizontal state. The bridge girders 2, 2 are integrally connected to each other between the bridge girders. However, during the construction work, the bridge girders 2 are easily vibrated by the working machine and wind pressure moving on the bridge girder 2, and the vibration state is left as it is. When,
Resonance phenomenon may occur and is very dangerous.
The vibration damping device 4 is arranged on the main bridge tower 1, and the vibration damping device 4 is also arranged on the structures such as the high-rise building 5 and the tower as shown in FIG. 8 for the same reason.

【0003】従来、上記制振装置4として、図9に示す
ように、振り子式のものがある。これは、機枠6の上桁
6aに枢支軸7を介して振り子8が枢支され、該振り子
8の振り子棒8aと機枠6の縦桁6b,6bとにそれぞ
れ長手方向所定間隔をおいて形成した係合孔14間にば
ね9とダンパー10とが上下方向位置変更可能に配設さ
れ、振り子本体8bの下端縁に形成した歯部11に噛合
する歯車12を回転駆動するクラッチ付駆動モーター1
3が機枠6の下桁6c上に設けられたものである。
Conventionally, as the vibration damping device 4, there is a pendulum type as shown in FIG. In this, a pendulum 8 is pivotally supported by an upper girder 6a of a machine frame 6 via a pivot shaft 7, and a pendulum rod 8a of the pendulum 8 and longitudinal girders 6b, 6b of the machine frame 6 are respectively provided with predetermined longitudinal intervals. A spring 9 and a damper 10 are disposed between the engaging holes 14 formed in advance so as to be capable of changing the position in the vertical direction, and have a clutch for rotationally driving a gear 12 meshing with a tooth portion 11 formed on the lower end edge of the pendulum body 8b. Drive motor 1
3 is provided on the lower girder 6c of the machine casing 6.

【0004】上記構成において、制振装置4が設置され
る橋梁主塔1や高層ビル5等の構造物の固有振動数を、
設計段階での計算または現場での加速度計や歪みゲージ
などの振動計測装置15による実測によって割り出し、
その割り出した設定値または測定値に基づいて、ばね9
及びダンパー10の位置を上下方向に適宜変更して、振
り子8の固有振動数を構造物の固有振動数に一致させ
る。
In the above structure, the natural frequency of the structure such as the bridge main tower 1 and the high-rise building 5 in which the vibration damping device 4 is installed is
It is calculated by calculation at the design stage or by actual measurement with a vibration measuring device 15 such as an accelerometer or strain gauge at the site,
Based on the determined set value or measured value, the spring 9
Also, the position of the damper 10 is appropriately changed in the vertical direction so that the natural frequency of the pendulum 8 matches the natural frequency of the structure.

【0005】この状態で、制振装置4をアクティブ型と
して使用する場合には、ダンパー10を非作動状態に
し、構造物の振動の速度、加速度、および振り子8の振
動変位を計測し、これら検出値に一定のゲインを乗算し
て振り子8の駆動量を求め、駆動モータ13を駆動す
る。これによって、構造物が振動することにより振り子
8が該構造物と同一振動数で振動され、その振り子8の
振動がばね9の伸縮作用により持続されると共に、駆動
モータ13の駆動力により構造物の振動と位相がずらさ
れて、その構造物の振動が減衰される。
In this state, when the vibration damping device 4 is used as an active type, the damper 10 is deactivated, and the vibration speed and acceleration of the structure and the vibration displacement of the pendulum 8 are measured and detected. The value is multiplied by a constant gain to obtain the drive amount of the pendulum 8, and the drive motor 13 is driven. As a result, when the structure vibrates, the pendulum 8 vibrates at the same frequency as that of the structure, the vibration of the pendulum 8 is maintained by the expansion and contraction of the spring 9, and the driving force of the drive motor 13 causes the structure to move. The vibration of the structure is offset in phase and the vibration of the structure is damped.

【0006】駆動モーター13の故障などにより、制振
装置4をパッシブ型として使用する場合には、駆動モー
ター13のクラッチを切り、ダンパー10を作動状態に
する。これによって、構造物が振動することにより振り
子8が該構造物と同一振動数で振動され、その振り子8
の振動がばね9の伸縮作用により持続されると共に、ダ
ンパー10の減衰作用により構造物の振動と位相がずら
されて、その構造物の振動が減衰される。
When the vibration damping device 4 is used as a passive type due to a failure of the drive motor 13 or the like, the clutch of the drive motor 13 is disengaged and the damper 10 is activated. As a result, the pendulum 8 is vibrated at the same frequency as the structure by vibrating the structure, and the pendulum 8
Vibration is continued by the expansion and contraction action of the spring 9, and the damping action of the damper 10 shifts the phase of the vibration of the structure, and the vibration of the structure is damped.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の振り子式制
振装置4では、アクティブ型として使用する場合、振り
子8の駆動量が、構造物の振動の速度、加速度、および
振り子8の振動変位に一定のゲインを乗算して求められ
るために、構造物の振動数の高いモード、すなわち速度
の高いモードでゲインの値が決定され、よって振動数の
低いモードでは、振り子8を十分に大きく動かすことが
できず、制振性能が低下するという問題があった。
In the conventional pendulum type vibration damping device 4 described above, when used as an active type, the drive amount of the pendulum 8 depends on the vibration speed of the structure, the acceleration, and the vibration displacement of the pendulum 8. Since it is obtained by multiplying by a constant gain, the value of the gain is determined in a high frequency mode of the structure, that is, a high speed mode. Therefore, in the low frequency mode, the pendulum 8 should be moved sufficiently large. However, there is a problem that the vibration damping performance is deteriorated.

【0008】本発明は上記問題を解決するものであり、
構造物の振動数が低いモードでも、振動数を確実に減衰
させることができる制振装置を提供することを目的とす
るものである。
The present invention solves the above problems,
It is an object of the present invention to provide a vibration damping device capable of reliably damping the frequency even in a mode in which the structure has a low frequency.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の構造物の制振装置は、重錘を水平移動させ
て構造物の振動を抑制する制振装置であって、前記重錘
を水平移動させる駆動手段と、前記構造物の速度を検出
する速度検出手段と、前記重錘の水平移動変位を検出す
る変位検出手段と、前記構造物上に設置され、前記重錘
の水平移動方向の風速を検出する風速検出手段と、前記
速度検出手段の速度検出信号と、変位検出手段の変位検
出信号と、風速検出手段の風速検出信号に基づいて、フ
ァジィ推論を行い、前記駆動手段へ重錘の駆動量を出力
する制御手段を備えたことを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problems, a structure vibration damping device of the present invention is a vibration damping device for horizontally moving a weight to suppress vibration of a structure. Driving means for horizontally moving the weight, speed detecting means for detecting the speed of the structure, displacement detecting means for detecting horizontal movement displacement of the weight, and horizontal displacement of the weight installed on the structure. Fuzzy inference is performed based on the wind speed detection means for detecting the wind speed in the moving direction, the speed detection signal of the speed detection means, the displacement detection signal of the displacement detection means, and the wind speed detection signal of the wind speed detection means, and the drive means. It is characterized in that it is provided with a control means for outputting the driving amount of the weight.

【0010】[0010]

【作用】上記構成により、構造物の速度と変位に加え
て、構造物の振動数に相関する風速がファジィ推論に取
り入れられて、重錘の駆動量が求められる。よって振動
数が低い場合においても、大きな駆動量が得られ、構造
物の振動が抑制される。
With the above construction, in addition to the speed and displacement of the structure, the wind speed correlated with the frequency of the structure is taken into the fuzzy inference to obtain the drive amount of the weight. Therefore, even when the frequency is low, a large amount of drive is obtained, and the vibration of the structure is suppressed.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1及び図2は本発明の一実施例である制振装
置4を示し、これは、図7に示す橋梁主塔1や図8に示
す高層ビル5等の構造物に取り付けられる機枠16に水
平移動自在に配設された重錘17と、機枠16に揺動自
在に枢支された揺動レバー18と、該揺動レバー18と
機枠16との間に配設されたダンパー19及びばね装置
20と、重錘17を水平移動させるための電磁クラッチ
21a付き駆動モーター(駆動装置)21とを備えてい
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show a vibration damping device 4 according to an embodiment of the present invention, which is a machine frame 16 attached to a structure such as a bridge main tower 1 shown in FIG. 7 or a high-rise building 5 shown in FIG. A weight 17 horizontally movably disposed on the machine frame 16, a swing lever 18 pivotally supported on the machine frame 16, and a damper disposed between the swing lever 18 and the machine frame 16. 19 and a spring device 20, and a drive motor (drive device) 21 with an electromagnetic clutch 21a for horizontally moving the weight 17 is provided.

【0012】重錘17は、機枠16の下桁16a上に配
設した一対のガイドレール22にリニアベアリングなど
を介して水平移動自在に配設され、その下面に固着した
ラック23には駆動モーター21により正逆回転される
ピニオン24が噛合されており、クラッチ21aを入れ
て駆動モーター21を駆動することにより、この制振装
置4をアクティブ型として使用でき、クラッチ21aを
切って重錘17をフリーに水平移動可能とすることによ
り、この制振装置4をパッシブ型として使用できる。
The weight 17 is horizontally movably mounted on a pair of guide rails 22 disposed on the lower girder 16a of the machine frame 16 via linear bearings, and is driven by a rack 23 fixed to the lower surface thereof. The pinion 24, which is normally and reversely rotated by the motor 21, is meshed, and the vibration damping device 4 can be used as an active type by inserting the clutch 21a to drive the drive motor 21. The vibration damping device 4 can be used as a passive type by making it possible to freely move horizontally.

【0013】揺動レバー18は、機枠16の上桁16b
に架設された枢支軸26に上端部が枢支され、その二股
状下端部に形成した長溝27が重錘17の側面に配設し
たローラ28に係合する一対のレバー本体18aと、該
両レバー本体18a間に配設しいた連結枠18bとから
なり、重錘17の水平移動に連動して枢支軸26を中心
に揺動される。
The swing lever 18 is an upper girder 16b of the machine frame 16.
An upper end portion is pivotally supported by a pivot shaft 26 erected on a pair of lever main bodies 18a which engage a roller 28 disposed on a side surface of the weight 17 with a long groove 27 formed in a bifurcated lower end portion thereof; It is composed of a connecting frame 18b arranged between both lever bodies 18a, and swings around the pivot shaft 26 in conjunction with the horizontal movement of the weight 17.

【0014】ダンパー19は、図3に示すように、シリ
ンダー19aと、該シリンダー19a内に摺動自在に配
設されたピストン19bとからなり、制振装置4をパッ
シブ型として使用する場合に、その減衰作用により重錘
17の振動を構造物の振動と位相をずらすものであり、
制振装置4をアクティブ型として使用する場合には、制
御装置30からの接続信号eにより、電磁クラッチ21
aを入れると同時に、制御装置30からの作動信号fに
より、電磁切換弁31を作動させて、シリンダー19a
内のピストン19bで仕切られた前後2室29a,29
bを油路29cを介して連通させ、該ダンパー19を非
作動状態にする。
As shown in FIG. 3, the damper 19 is composed of a cylinder 19a and a piston 19b slidably arranged in the cylinder 19a, and when the vibration damping device 4 is used as a passive type, The damping action shifts the phase of the vibration of the weight 17 from that of the structure,
When the vibration damping device 4 is used as an active type, the electromagnetic clutch 21 is activated by the connection signal e from the control device 30.
At the same time as turning on a, the solenoid directional control valve 31 is actuated by the actuation signal f from the control device 30, and the cylinder 19a
Front and rear chambers 29a, 29 partitioned by a piston 19b inside
b is communicated through the oil passage 29c to make the damper 19 inoperative.

【0015】ばね装置20は、図1に示すように、シリ
ンダー32と、該シリンダー32内に摺動自在に配設さ
れたピストン33と、該ピストン33とシリンダー32
の前後両端板部との間に配設された一対のばね34とか
らなり、該ばね34の伸縮作用により、重錘17の振動
を持続させるものである。
As shown in FIG. 1, the spring device 20 includes a cylinder 32, a piston 33 slidably disposed in the cylinder 32, the piston 33 and the cylinder 32.
It is composed of a pair of springs 34 arranged between the front and rear end plate portions, and the vibration of the weight 17 is sustained by the expansion and contraction action of the springs 34.

【0016】図1及び図2に示すように、揺動レバー1
8の連結枠18b及びそれに対向する機枠16の縦桁に
設けた側板16cとに、それぞれ上下方向に沿って所定
間隔をおいて多数の貫通孔35を貫設してあり、ダンパ
ー19及びばね装置20のピストンロッド19c,33
a及びシリンダーロッド19d,32aにそれぞれ回動
自在に連結したブラケット36,37を適当な貫通孔3
5にボルト・ナット38,39止めすることにより、上
記ダンパー19及びばね装置20の位置を上下方向に変
更可能とし、これによって、重錘17の固有振動数を構
造物の固有振動数に一致させることができるようになっ
ている。なお、図1中、40は重錘17の前後面に対向
して機枠16に固定された安全ストッパーである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the swing lever 1
A large number of through holes 35 are provided at predetermined intervals along the vertical direction in the connecting frame 18b of No. 8 and the side plate 16c provided in the longitudinal girder of the machine frame 16 facing the connecting frame 18b. Piston rods 19c, 33 of device 20
a and the cylinder rods 19d and 32a, the brackets 36 and 37 rotatably connected to the through holes 3
By fixing the bolts and nuts 38 and 39 to the position 5, the positions of the damper 19 and the spring device 20 can be changed in the vertical direction, thereby matching the natural frequency of the weight 17 with the natural frequency of the structure. Is able to. In FIG. 1, 40 is a safety stopper fixed to the machine frame 16 so as to face the front and rear surfaces of the weight 17.

【0017】また、図3に示すように、橋梁主塔1や高
層ビル5等の構造物の上に、構造物軸直角方向(重錘1
7の水平移動方向)の風速を計測する風速計41が設け
られ、この風速計41の風速信号vW と、振動計測装置
15の加速度計42の加速度信号aS が制御装置30に
入力されている。また、重錘17の側面中心に下向きに
取付けられた赤外発光ダイオード43と、この赤外発光
ダイオード43に対向して重錘17の変位の中心に上向
きに固定された可視光カットフィルタ・集光レンズ付P
SD44からなる重錘17の変位検出計45が設けら
れ、その変位信号xd が制御装置30に入力されてい
る。また、制振装置4の使用方法、すなわちアクティブ
型として使用する場合とパッシブ型として使用する場合
を選択する選択スイッチ46が制御装置30の近傍に設
けられ、その選択信号dが制御装置30に入力されてい
る。
Further, as shown in FIG. 3, the structure such as the bridge main tower 1 and the skyscraper 5 is mounted on the structure in the direction perpendicular to the structure axis (weight 1
An anemometer 41 for measuring the wind speed in the horizontal movement direction 7) is provided, and the wind speed signal v W of the anemometer 41 and the acceleration signal a S of the accelerometer 42 of the vibration measuring device 15 are input to the control device 30. There is. Further, the infrared light emitting diode 43 is attached downward at the center of the side surface of the weight 17, and the visible light cut filter / collector which is fixed upward at the center of displacement of the weight 17 facing the infrared light emitting diode 43. P with optical lens
A displacement detector 45 for the weight 17 composed of SD44 is provided, and its displacement signal x d is input to the control device 30. Further, a selection switch 46 for selecting a method of using the vibration damping device 4, that is, a case where the vibration damping device 4 is used as an active type and a case where it is used as a passive type is provided in the vicinity of the control device 30, and the selection signal d is input to the control device 30. Has been done.

【0018】図4に制御装置30の構成を示す。上記信
号vW ,aS ,xd を、それぞれ増幅する増幅器51,
52,53と、増幅器52で増幅された加速度信号aS
を積分する積分器54と、増幅された上記信号vW ,a
S ,xd と積分器54の出力信号、すなわち速度信号v
S をディジタルに変換するA/D変換器55と、ディジ
タル信号に変換された信号vW ,aS ,xd ,vS から
モーター21の制御信号cを形成するファジィ制御器5
6(詳細は後述する)と、ファジィ制御器56から出力
されたモーター制御信号cをアナログ信号に変換するD
/A変換器57と、アナログ信号に変換されたモーター
制御信号cに基づいてモーター21を駆動するドライバ
58と、選択スイッチ46の選択信号dに基づいて、電
磁クラッチ21aの接続信号eと、電磁切換弁31の作
動信号fを出力する判断器59(詳細は後述する)とか
ら構成されている。上記ファジィ制御器56と判断器5
9はマイクロコンピュータから形成されている。
FIG. 4 shows the configuration of the control device 30. An amplifier 51, which amplifies the signals v W , a S , and x d , respectively,
52, 53 and the acceleration signal a S amplified by the amplifier 52.
And an amplified signal v W , a
S , x d and the output signal of the integrator 54, that is, the speed signal v
An A / D converter 55 for converting S to digital, and a fuzzy controller 5 for forming a control signal c for the motor 21 from the signals v W , a S , x d , v S converted into digital signals.
6 (details will be described later) and D for converting the motor control signal c output from the fuzzy controller 56 into an analog signal.
/ A converter 57, a driver 58 for driving the motor 21 based on the motor control signal c converted into an analog signal, a connection signal e for the electromagnetic clutch 21a, and an electromagnetic signal based on the selection signal d from the selection switch 46. It is composed of a judging device 59 (details of which will be described later) that outputs an operation signal f of the switching valve 31. The fuzzy controller 56 and the judging device 5
Reference numeral 9 is formed by a microcomputer.

【0019】ファジィ制御器56は、速度信号vS 及び
加速度信号aS を入力とする第1ファジィルール部61
と、変位信号xd 及び速度信号vS を入力とする第2フ
ァジィルール部62と、風速信号vW 及び速度信号vS
を入力とする第3ファジィルール部63と、これらファ
ジィルール部61,62,63の推論値より出力値(モ
ーター21の制御信号c)を求める推論部64から構成
されている。風速信号vW は、構造物の振動数に相関す
ることから、第3ファジィルール部63により構造物の
振動数と速度から推論される駆動量が求められる。
The fuzzy controller 56 receives the speed signal v S and the acceleration signal a S as a first fuzzy rule section 61.
And a second fuzzy rule unit 62 which receives the displacement signal x d and the speed signal v S , and the wind speed signal v W and the speed signal v S
It is composed of a third fuzzy rule section 63 which receives as input and an inference section 64 which obtains an output value (control signal c of the motor 21) from the inferred values of these fuzzy rule sections 61, 62 and 63. Since the wind speed signal v W is correlated with the vibration frequency of the structure, the driving amount inferred from the vibration frequency and speed of the structure is obtained by the third fuzzy rule unit 63.

【0020】ファジィルール部61,62,63のファ
ジィ制御ルールを表1,表2,表3に、メンバシップ関
数を図5に示す。
The fuzzy control rules of the fuzzy rule units 61, 62 and 63 are shown in Tables 1, 2 and 3, and the membership function is shown in FIG.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】[0023]

【表3】 [Table 3]

【0024】ファジィルール部61は31通り、ファジ
ィルール部62は33通り、ファジィルール部63は2
8通りの各ルールにより、min−max法によりファ
ジィ集合を求め、これらファジィ集合の和集合の重心
(モーター駆動量)と適合度を出力している。
31 kinds of fuzzy rule parts 61, 33 kinds of fuzzy rule parts 62 and 2 kinds of fuzzy rule parts 63
A fuzzy set is obtained by the min-max method according to each of the eight rules, and the center of gravity (motor drive amount) and the fitness of the union of these fuzzy sets are output.

【0025】推論部64は、3つのルール部61,6
2,63からそれぞれ入力した、各重心と適合度を乗算
した後加算し、また各適合値を加算し、前記乗算値の加
算値を各適合値の加算値で除算して、その値、すなわち
モーター21の制御信号cを出力する。
The inference unit 64 includes three rule units 61, 6
Each of the centroids respectively input from Nos. 2 and 63 is multiplied by the goodness of fit and then added, and the respective suitable values are added, and the added value of the multiplied value is divided by the added value of the respective suitable values, that is, The control signal c of the motor 21 is output.

【0026】上記判断器59は、選択信号dによりアク
ティブ型が選択されている場合、クラッチ21aを接続
する接続信号eを出力してモーター21を重錘17へ連
結し、かつ電磁切換弁31を作動させる作動信号fを出
力して、シリンダー19a内のピストン19bで仕切ら
れた前後2室29a,29bを油路29cを介して連通
させ、該ダンパー19を非作動状態にする。
When the active type is selected by the selection signal d, the judging device 59 outputs a connection signal e for connecting the clutch 21a to connect the motor 21 to the weight 17 and to connect the electromagnetic switching valve 31. An actuation signal f for actuation is output, and the two front and rear chambers 29a, 29b partitioned by the piston 19b in the cylinder 19a are communicated with each other via the oil passage 29c, and the damper 19 is deactivated.

【0027】また判断器59は、選択信号dによりパッ
シブ型が選択されている場合、クラッチ21Aへの接続
信号eをオフとしてモーター21の駆動をカットし、か
つ電磁切換弁31への作動信号fをオフとして、ダンパ
ー19を作動状態にする。
Further, when the passive type is selected by the selection signal d, the judging device 59 turns off the connection signal e to the clutch 21A to cut off the drive of the motor 21, and the operation signal f to the electromagnetic switching valve 31. Is turned off to activate the damper 19.

【0028】上記構成に基づいて制振原理を説明する
と、制振装置4が設置される橋梁主塔1や高層ビル5等
の構造物の固有振動数を、設計段階での計算または現場
での加速度計や歪みゲージなどの振動計測装置15によ
る実測によって割り出し、その割り出した設定値または
測定値に基づいて、ダンパー19及びばね装置20の位
置を上下方向に適宜変更して、重錘17の固有振動数を
構造物の固有振動数に一致させる。
Explaining the damping principle based on the above-mentioned structure, the natural frequency of the structure such as the bridge main tower 1 and the high-rise building 5 in which the damping device 4 is installed is calculated at the design stage or at the site. Indexing is performed by actual measurement using a vibration measuring device 15 such as an accelerometer or strain gauge, and the positions of the damper 19 and the spring device 20 are appropriately changed in the vertical direction based on the indexed set values or measured values to uniquely identify the weight 17. Match the frequency with the natural frequency of the structure.

【0029】この状態で、制振装置4をアクティブ型と
して使用する場合には、選択スイッチ46によりアクテ
ィブ型を選択し、制御装置30の電磁切換弁31の作動
信号fによりダンパー19を非作動状態にすると同時
に、接続信号eによりクラッチ21aを入れ、ファジィ
推論によるモーター21の制御信号cに応じて駆動モー
ター21を駆動する。これによって、構造物が振動する
ことにより重錘17が該構造物と同一振動数で振動さ
れ、その重錘17の振動がばね34の伸縮作用により持
続されると共に、駆動モーター21の駆動力により構造
物の振動と位相がずらされて、その構造物の振動が減衰
される。
In this state, when the vibration damping device 4 is used as the active type, the active type is selected by the selection switch 46, and the damper 19 is deactivated by the actuation signal f of the electromagnetic switching valve 31 of the control device 30. At the same time, the clutch 21a is turned on by the connection signal e, and the drive motor 21 is driven according to the control signal c of the motor 21 by fuzzy reasoning. As a result, when the structure vibrates, the weight 17 vibrates at the same frequency as that of the structure, the vibration of the weight 17 is sustained by the expansion and contraction of the spring 34, and the driving force of the drive motor 21 causes the vibration. The phase of the vibration of the structure is shifted and the vibration of the structure is damped.

【0030】図6に、構造物変位と重錘17の変位の計
測結果の一例を示す。計測結果から判るように、高振動
数のモードに対しては従来とは大差なく同等の制振効果
を有するとともに、本発明では風速、すなわち構造物の
振動数に基づく重錘17の駆動量を加えることにより、
低振動数のモードにおいて従来に比較して重錘17を大
きく駆動することができ、従来より構造物の振動を抑制
することができた。
FIG. 6 shows an example of measurement results of the displacement of the structure and the displacement of the weight 17. As can be seen from the measurement results, the high-frequency mode has the same damping effect as the conventional one, and in the present invention, the drive amount of the weight 17 based on the wind speed, that is, the frequency of the structure is determined. By adding
In the low frequency mode, the weight 17 can be driven more greatly than in the conventional case, and the vibration of the structure can be suppressed as compared with the conventional case.

【0031】また、ばね34及びダンパー19の位置を
上下方向に変更するだけで、重錘17の固有振動数を変
更することができ、また、アクティブ型として使用する
場合、ばね34の伸縮作用を利用できるため、駆動モー
ター21の消費エネルギーを極めて小さくできると共
に、揺動レバー18と重錘17とがその揺動及び水平移
動を制限されない縁切り状態で連結されているため、重
錘17の固有振動数を揺動レバー18の長さに関係なく
広範囲にわたって容易に変更することできるものであっ
て、振り子式制振装置の利点を有し、その欠点を解消す
ることができる。
Further, the natural frequency of the weight 17 can be changed only by changing the positions of the spring 34 and the damper 19 in the vertical direction, and when the active type is used, the expansion and contraction action of the spring 34 is reduced. Since it can be used, the energy consumption of the drive motor 21 can be made extremely small, and since the swing lever 18 and the weight 17 are connected in an edge-cutting state in which the swing and horizontal movement thereof are not restricted, the natural vibration of the weight 17 is achieved. The number can be easily changed over a wide range irrespective of the length of the rocking lever 18, and has the advantage of the pendulum type vibration damping device, and the drawback thereof can be eliminated.

【0032】駆動モーター21の故障などにより、制振
装置4をパッシブ型として使用する場合には、選択スイ
ッチ46によりパッシブ型を選択し、接続信号eをオフ
とすることによりクラッチ21aを切ると同時に、電磁
切換弁31の作動信号fをオフとすることによりダンパ
ー19を図3に示す作動状態にする。これによって、構
造物が振動することにより重錘17が該構造物と同一振
動数で振動され、その重錘17の振動がばね34の伸縮
作用により持続されると共に、ダンパー19の減衰作用
により構造物の振動と位相がずらされて、その構造物の
振動が減衰される。
When the vibration damping device 4 is used as a passive type due to a failure of the drive motor 21, the passive type is selected by the selection switch 46 and the connection signal e is turned off to disengage the clutch 21a. By turning off the operation signal f of the electromagnetic switching valve 31, the damper 19 is brought into the operation state shown in FIG. As a result, when the structure vibrates, the weight 17 vibrates at the same frequency as that of the structure, the vibration of the weight 17 is sustained by the expansion and contraction of the spring 34, and the damper 19 damps the structure. The phase of the vibration of the object is shifted and the vibration of the structure is damped.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、構造物の
速度と変位に加えて、風速、すなわち構造物の振動数の
モードがファジィ推論に取り入れられて、重錘の駆動量
が求められることによって、振動数が低い場合において
も、大きな重錘の駆動量が得られ、構造物の振動を抑制
することができる。
As described above, according to the present invention, in addition to the velocity and displacement of the structure, the wind speed, that is, the mode of the frequency of the structure is taken into the fuzzy inference to obtain the drive amount of the weight. By doing so, even when the frequency is low, a large amount of driving of the weight can be obtained, and vibration of the structure can be suppressed.

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

【図1】本発明の一実施例における構造物の制振装置の
縦断面図である。
FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a structure vibration damping device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同構造物の制振装置の横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a vibration damping device for the structure.

【図3】同構造物の制振装置の制御構成図である。FIG. 3 is a control configuration diagram of the vibration damping device for the structure.

【図4】同構造物の制振装置の制御装置の構成図であ
る。
FIG. 4 is a configuration diagram of a control device of the vibration damping device for the structure.

【図5】同構造物の制振装置の制御装置のメンバシップ
関数図である。
FIG. 5 is a membership function diagram of the control device of the vibration damping device for the structure.

【図6】同構造物の制振装置の計測結果を示す特性図で
ある。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing a measurement result of the vibration damping device for the structure.

【図7】構造物の制振装置の設置状態の一例を示す概略
図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of an installed state of a structure vibration damping device.

【図8】構造物の制振装置の設置状態の他の例を示す概
略図である。
FIG. 8 is a schematic view showing another example of the installed state of the structure vibration damping device.

【図9】従来の構造物の制振装置の正面図である。FIG. 9 is a front view of a conventional structure vibration damping device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

16 機枠 17 重錘 18 揺動レバー 19 ダンパー 21 駆動モーター 21a クラッチ 26 枢支軸 30 制御装置 31 電磁切換弁 34 ばね 41 風速計 42 加速度計 45 変位検出計 46 選択スイッチ 54 積分器 56 ファジィ制御器 59 判断器 16 Machine frame 17 Weight 18 Swing lever 19 Damper 21 Drive motor 21a Clutch 26 Pivot shaft 30 Control device 31 Electromagnetic switching valve 34 Spring 41 Anemometer 42 Accelerometer 45 Displacement detector 46 Selector switch 54 Integrator 56 Fuzzy controller 59 Judgment device

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重錘を水平移動させて構造物の振動を抑
制する制振装置であって、 前記重錘を水平移動させる駆動手段と、前記構造物の速
度を検出する速度検出手段と、前記重錘の水平移動変位
を検出する変位検出手段と、前記構造物上に設置され、
前記重錘の水平移動方向の風速を検出する風速検出手段
と、前記速度検出手段の速度検出信号と、変位検出手段
の変位検出信号と、風速検出手段の風速検出信号に基づ
いて、ファジィ推論を行い、前記駆動手段へ重錘の駆動
量を出力する制御手段を備えたことを特徴とする構造物
の制振装置。
1. A vibration damping device for horizontally moving a weight to suppress vibration of a structure, comprising: driving means for horizontally moving the weight; speed detecting means for detecting a speed of the structure; Displacement detecting means for detecting horizontal displacement of the weight, and installed on the structure,
Based on the wind speed detecting means for detecting the wind speed in the horizontal movement direction of the weight, the speed detecting signal of the speed detecting means, the displacement detecting signal of the displacement detecting means, and the wind speed detecting signal of the wind speed detecting means, fuzzy inference is performed. A vibration damping device for a structure, comprising: a control unit that outputs a driving amount of a weight to the driving unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005516299A (en) * 2002-02-01 2005-06-02 ビ−エイイ− システムズ パブリック リミテッド カンパニ− Vibration controller
WO2012049931A1 (en) * 2010-10-13 2012-04-19 株式会社Wind-Smile Wind-power generator and tower structured provided therewith

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