JPH086491B2 - 油圧式制振装置 - Google Patents
油圧式制振装置Info
- Publication number
- JPH086491B2 JPH086491B2 JP62051041A JP5104187A JPH086491B2 JP H086491 B2 JPH086491 B2 JP H086491B2 JP 62051041 A JP62051041 A JP 62051041A JP 5104187 A JP5104187 A JP 5104187A JP H086491 B2 JPH086491 B2 JP H086491B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- additional mass
- state
- vibration
- variable
- control
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、構造物の制振装置に関し、更に詳しくは、
地震や風による構造物の揺れを防止し、より高層な構造
物の建設を可能とすると共に、揺れが少なく快適な居住
性を実現するために、構造物に設置する制振装置に関す
るものである。
地震や風による構造物の揺れを防止し、より高層な構造
物の建設を可能とすると共に、揺れが少なく快適な居住
性を実現するために、構造物に設置する制振装置に関す
るものである。
（従来の技術） 建物、鉄塔等の構造物は、一般的に小さな減衰要素し
か持たないことが多く、風、地震等の動的外乱を受けて
構造物が共振し、低周波振動が起りやすくなっている。
特に中高層ビルにおいては、風や地震等による振動のた
めの居住性が問題となる。
か持たないことが多く、風、地震等の動的外乱を受けて
構造物が共振し、低周波振動が起りやすくなっている。
特に中高層ビルにおいては、風や地震等による振動のた
めの居住性が問題となる。
上述した構造物の振動をおさえるため、構造物に減衰
要素を付加し共振時の応答倍率を下げる方法が存在し
た。
要素を付加し共振時の応答倍率を下げる方法が存在し
た。
この方法には、構造物に受動的な減衰要素を取り付
け、構造物の振動エネルギーを吸収することで、振動軽
減を図る受動式振動制御装置と、構造物に制振用のコン
トロールデバイスを装着し、外部から制振エネルギーを
供給して積極的に構造物の振動低減を図る能動式振動制
御装置が存在する。
け、構造物の振動エネルギーを吸収することで、振動軽
減を図る受動式振動制御装置と、構造物に制振用のコン
トロールデバイスを装着し、外部から制振エネルギーを
供給して積極的に構造物の振動低減を図る能動式振動制
御装置が存在する。
能動式は受動式の欠点である（１）構造物の複数の振
動モードについて、同時に制振しにくい。（２）構造物
の特性が変化したときに制振効果が低減する。（３）大
きな振動低減効果が得にくい。ことを改善する点で注目
を集めている。
動モードについて、同時に制振しにくい。（２）構造物
の特性が変化したときに制振効果が低減する。（３）大
きな振動低減効果が得にくい。ことを改善する点で注目
を集めている。
従来存在した能動式振動制御装置を第６図に示す。
構造物１の上部に直線的に移動可能な付加マス２を設
置し、該付加マス２は構造物１に固定したアクチュエー
タ３によって運動する。付加マス２とアクチュエータ３
の間には支持バネ４が存在し、付加マス２の中立位置を
保つ。
置し、該付加マス２は構造物１に固定したアクチュエー
タ３によって運動する。付加マス２とアクチュエータ３
の間には支持バネ４が存在し、付加マス２の中立位置を
保つ。
構造物１に外力が加わると、構造物１に設置した振動
センサ５により構造物加速度を検出し制御器ｚに入力す
る。制御器ｚには、センサによって検出した付加マス速
度も入力される。制御器ｚでは、構造物加速度から積分
器1/sによって構造物速度を求め、これと前記付加マス
速度の偏差をとり、この信号を電力増幅器ａにより増幅
し、アクチュエータ電流として出力させ、付加マス２を
運動させる。すなわち、外力を受けて共振している構造
物１の振動量に応じてアクチュエータ３が付加マス２を
動かし、このときの付加マス２の運動反力が構造物１の
外力を打消して振動を抑制する。
センサ５により構造物加速度を検出し制御器ｚに入力す
る。制御器ｚには、センサによって検出した付加マス速
度も入力される。制御器ｚでは、構造物加速度から積分
器1/sによって構造物速度を求め、これと前記付加マス
速度の偏差をとり、この信号を電力増幅器ａにより増幅
し、アクチュエータ電流として出力させ、付加マス２を
運動させる。すなわち、外力を受けて共振している構造
物１の振動量に応じてアクチュエータ３が付加マス２を
動かし、このときの付加マス２の運動反力が構造物１の
外力を打消して振動を抑制する。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来例によれば、付加マスをアク
チュエータで電磁的に動作させるため、大きな制振効果
を得るためにはアクチュエータが大型化し、制振装置全
体の重量化を招くという問題点があった。
チュエータで電磁的に動作させるため、大きな制振効果
を得るためにはアクチュエータが大型化し、制振装置全
体の重量化を招くという問題点があった。
また従来例では構造物および付加マスの速度をデータ
として付加マスの動作を制御するものであるが、構造物
の振動には各種の要素が関係し、構造物および付加マス
の速度だけでは十分な制振効果を発揮できる制御をする
ことができないという問題点があった。
として付加マスの動作を制御するものであるが、構造物
の振動には各種の要素が関係し、構造物および付加マス
の速度だけでは十分な制振効果を発揮できる制御をする
ことができないという問題点があった。
本発明は上記従来例の問題点に鑑みなされたもので、
構造物の制振に油圧を用い各種変数から構造物の制振を
制御する油圧式制御装置を提供することを目的とする。
構造物の制振に油圧を用い各種変数から構造物の制振を
制御する油圧式制御装置を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、構造物の振動方向
に運動可能な付加マスと、該付加マスを運動させる手段
とを有し、前記付加マスの運動により前記構造物の振動
を抑制する制振装置において、 前記付加マスに連結することにより付加マスの運動を
制御する油圧シリンダと、 静止状態を０とした場合の構造物の変位，付加マスの
変位，その他の構造物の振動に関係する変数を求める変
数検出手段と、 この変数検出手段で検出した変数により各種の状態変
数を設定して多変数制御における系の状態を示す状態変
数ベクトルとし、予め設定された最適フィードバックベ
クトルと前記状態変数ベクトルとの内積から成る演算式
により前記油圧シリンダへの供給流量を制御する制御入
力信号を演算する演算部と、を具備している。
に運動可能な付加マスと、該付加マスを運動させる手段
とを有し、前記付加マスの運動により前記構造物の振動
を抑制する制振装置において、 前記付加マスに連結することにより付加マスの運動を
制御する油圧シリンダと、 静止状態を０とした場合の構造物の変位，付加マスの
変位，その他の構造物の振動に関係する変数を求める変
数検出手段と、 この変数検出手段で検出した変数により各種の状態変
数を設定して多変数制御における系の状態を示す状態変
数ベクトルとし、予め設定された最適フィードバックベ
クトルと前記状態変数ベクトルとの内積から成る演算式
により前記油圧シリンダへの供給流量を制御する制御入
力信号を演算する演算部と、を具備している。
そして、前記最適フィードバックベクトルは、系の動
的な特性を記述する状態方程式及び出力方程式により、
系の状態変数の中から注目する出力変数を選び、この出
力変数を基に定義された積分型の評価関数が最適制御理
論により最小となるよう設定されている。
的な特性を記述する状態方程式及び出力方程式により、
系の状態変数の中から注目する出力変数を選び、この出
力変数を基に定義された積分型の評価関数が最適制御理
論により最小となるよう設定されている。
したがって、前記演算部で演算される制御入力信号は
最適入力となり、この最適入力で前記油圧シリンダを制
御することにより、前記制御入力信号に対する供給流量
が線形近似の特性を有するようになっている。
最適入力となり、この最適入力で前記油圧シリンダを制
御することにより、前記制御入力信号に対する供給流量
が線形近似の特性を有するようになっている。
すなわち、状態変数ベクトルを 、最適フィードバックベクトルを とした場合、演算部における演算式は、制御入力信号を
ｕとすると、 で与えられる。また、最適フィードバックベクトル は、定義された積分型の評価関数を最小にするように設
定され、 の一般式で与えられる。
ｕとすると、 で与えられる。また、最適フィードバックベクトル は、定義された積分型の評価関数を最小にするように設
定され、 の一般式で与えられる。
ここで のリカッティの行列方程式を満足するものである。
は制御入力ｕの重み行列であり、入力のパワーが無限大
となるような実現不可能な解に到達するのを防止する。
となるような実現不可能な解に到達するのを防止する。
は状態変数に対する重み行列で、精度よく制御したい状
態変数に対応する重みを大きくとる。
態変数に対応する重みを大きくとる。
は構造物、付加マスの質量、ばね定数、減衰定数、油圧
シリンダの特性から求められる行列である。
シリンダの特性から求められる行列である。
（作用） 本発明は上記のように構成したので、構造物が揺動す
ると、構造物および付加マスに設置した状態変数検出手
段から静止状態を基準とした信号が検出され、演算部
で、最適レギュレータ理論により評価関数を最小にする
ような制御入力を求め、この制御入力信号を出力する。
この出力信号により油圧シリンダに油を供給し、マスの
往復運動を行ない、構造物の振動エネルギーを吸収し、
構造物の振動低減を図る。
ると、構造物および付加マスに設置した状態変数検出手
段から静止状態を基準とした信号が検出され、演算部
で、最適レギュレータ理論により評価関数を最小にする
ような制御入力を求め、この制御入力信号を出力する。
この出力信号により油圧シリンダに油を供給し、マスの
往復運動を行ない、構造物の振動エネルギーを吸収し、
構造物の振動低減を図る。
（実施例） 本発明の一実施例について図面を参照しながら説明す
る。
る。
第４図に構造物の上部に設置された制振装置の側面図
を示し、第５図にその平面図を示す。
を示し、第５図にその平面図を示す。
構造物１の最上部に直方体の付加マス２を設置する。
付加マス２の周面にそれぞれシリンダ６を装着し、この
シリンダ６のロッド軸７の一端を、付加マス２を囲むよ
うに構造物１に立設した壁８に連結する。付加マス２の
中央にはシリンダ６に油を供給する油圧ユニット９が設
置されている。付加マス２の底部には車輪10を装着し、
４本のシリンダの油の供給の仕方によって付加マス２が
壁８で囲まれた水平面上を自由に移動可能なようになっ
ている。また壁８で囲まれた水平面は、摩擦力を小さく
し車輪10が動きやすくなっている。
付加マス２の周面にそれぞれシリンダ６を装着し、この
シリンダ６のロッド軸７の一端を、付加マス２を囲むよ
うに構造物１に立設した壁８に連結する。付加マス２の
中央にはシリンダ６に油を供給する油圧ユニット９が設
置されている。付加マス２の底部には車輪10を装着し、
４本のシリンダの油の供給の仕方によって付加マス２が
壁８で囲まれた水平面上を自由に移動可能なようになっ
ている。また壁８で囲まれた水平面は、摩擦力を小さく
し車輪10が動きやすくなっている。
第１図に本発明の実施例のモデル図を示す。
構造物１の上部にシリンダ６により移動可能な付加マ
ス２を装着する。第１図では簡略化のため付加マス２は
１本のシリンダで移動するようにした。また実際の装置
では、構造物１、付加マス２は水平方向へ揺れるが、モ
デル図では上下方向に揺動するようになっている。
ス２を装着する。第１図では簡略化のため付加マス２は
１本のシリンダで移動するようにした。また実際の装置
では、構造物１、付加マス２は水平方向へ揺れるが、モ
デル図では上下方向に揺動するようになっている。
構造物１および付加マス２には状態変数検出手段とし
ての変位検出手段11、12を設け、状態量としてそれぞれ
の変位x1、x2を検出する。変位x1、x2は構造物１、付加
マス２が静止している状態を０として正負の地をとるよ
うにする。
ての変位検出手段11、12を設け、状態量としてそれぞれ
の変位x1、x2を検出する。変位x1、x2は構造物１、付加
マス２が静止している状態を０として正負の地をとるよ
うにする。
変位検出手段からの信号は、状態変数設定部ｗ、演算
部ｙから成る制御器ｚに入力される。状態変数設定部ｗ
では、構造物及び付加マス２の変位x1、x2から構造物１
と付加マス２の相対変位▲ｘ′ ２▼（x2−x1）および、
x1、▲ｘ′ ２▼を微分器ｓを介することにより、構造物
の速度１および相対速度▲′ ２▼の状態変数を求め
る。また構造物１の速度等は、速度検出手段又は速度信
号発生器を構造物１に設けることにより直接求めること
もできる。
部ｙから成る制御器ｚに入力される。状態変数設定部ｗ
では、構造物及び付加マス２の変位x1、x2から構造物１
と付加マス２の相対変位▲ｘ′ ２▼（x2−x1）および、
x1、▲ｘ′ ２▼を微分器ｓを介することにより、構造物
の速度１および相対速度▲′ ２▼の状態変数を求め
る。また構造物１の速度等は、速度検出手段又は速度信
号発生器を構造物１に設けることにより直接求めること
もできる。
これらの信号は演算部ｙに入力され、x1、▲ｘ
′ ２▼、１、▲′ ２▼に予め決定されている最適フ
ィールドバックベクトル のf1、f2、f3、f4をそれぞれ乗じ、それぞれの値を加
え、制御入力ｕ＝f1x1＋f2▲ｘ′ ２▼＋f3 １＋f4▲
′ ２▼を得る。
′ ２▼、１、▲′ ２▼に予め決定されている最適フ
ィールドバックベクトル のf1、f2、f3、f4をそれぞれ乗じ、それぞれの値を加
え、制御入力ｕ＝f1x1＋f2▲ｘ′ ２▼＋f3 １＋f4▲
′ ２▼を得る。
制御器ｚから出力される制御入力ｕは、サーボ弁13の
スプール14を摺動させるソレノイド15に通電するように
なっている。サーボ弁13の油圧供給側に設けられた３つ
のポートのうち、中央のポート16はポンプＰ（図示せ
ず）に連通し、左右のポート17、18はそれぞれタンクＴ
（図示せず）に連通している。サーボ弁13に設けられた
２つのポート19、20はそれぞれシリンダ６の室に連通し
ている。
スプール14を摺動させるソレノイド15に通電するように
なっている。サーボ弁13の油圧供給側に設けられた３つ
のポートのうち、中央のポート16はポンプＰ（図示せ
ず）に連通し、左右のポート17、18はそれぞれタンクＴ
（図示せず）に連通している。サーボ弁13に設けられた
２つのポート19、20はそれぞれシリンダ６の室に連通し
ている。
第１図に示すモデル図では、シリンダ６のシール部か
らの油の漏れを考慮し、絞りR1R2およびタンクを用いて
油が流出する様子をモデル化してある。
らの油の漏れを考慮し、絞りR1R2およびタンクを用いて
油が流出する様子をモデル化してある。
構造物１が風や地震の外力を受け第１図の上側方向へ
揺れ始めたとすると、揺れの状況を変位検出手段11、12
で検知し、この信号を制御器ｚに入力し、制御入力ｕを
演算する。
揺れ始めたとすると、揺れの状況を変位検出手段11、12
で検知し、この信号を制御器ｚに入力し、制御入力ｕを
演算する。
制御入力ｕはソレノイド15に通電され、サーボ弁13の
スプール14を第１図の右方向へ摺動させる。スプール14
が右方向へ摺動するとポート17が閉じられ、ポンプＰか
らの油はポート16、ポート20、下方のシリンダ室へ流
れ、シリンダ６内のピストンを押し上げ、上方のシリン
ダ室の油はポート19、ポート18を介してタンクＴに導か
れる。
スプール14を第１図の右方向へ摺動させる。スプール14
が右方向へ摺動するとポート17が閉じられ、ポンプＰか
らの油はポート16、ポート20、下方のシリンダ室へ流
れ、シリンダ６内のピストンを押し上げ、上方のシリン
ダ室の油はポート19、ポート18を介してタンクＴに導か
れる。
この結果シリンダ６のロッド７が摺動し、付加マス２
を構造物１の動きに対して概略90度の位相差をもって追
従するように同じ側である上側へ移動させる（第１図は
モデル図のため鉛直方向へロッド７が摺動するようにな
っている）。
を構造物１の動きに対して概略90度の位相差をもって追
従するように同じ側である上側へ移動させる（第１図は
モデル図のため鉛直方向へロッド７が摺動するようにな
っている）。
構造物１が下側に揺れると、制御入力ｕの符号が逆に
なり、サーボ弁13のスプール14が逆に摺動し、付加マス
２の移動方向も逆になる。従って、付加マス２を動かす
ことによる反力により、外力と反対方向の制御力を構造
物に与えることにより構造物１の振動の低減を図る。
なり、サーボ弁13のスプール14が逆に摺動し、付加マス
２の移動方向も逆になる。従って、付加マス２を動かす
ことによる反力により、外力と反対方向の制御力を構造
物に与えることにより構造物１の振動の低減を図る。
次に最適フィードバックベクトル の設定について説明する。
1.システムの微分方程式 外力をＦ、構造物１付加マス２間に作用する力をＵ、構
造物１の質量をM1、構造物１の減衰定数をC1、構造物１
のばね定数をK1とすると、構造物の運動方程式は Ｆ−Ｕ＝M1 １＋C1 １＋K1x1 （１） となる。
造物１の質量をM1、構造物１の減衰定数をC1、構造物１
のばね定数をK1とすると、構造物の運動方程式は Ｆ−Ｕ＝M1 １＋C1 １＋K1x1 （１） となる。
付加マスの質量をM2とすると 付加マスの運動方程式は Ｕ＝M2 ２ （２） となる。
シリンダの受圧面積をＡ、シリンダの各室の圧力をP1
P2、シリンダの減衰定数をC2、シリンダのばね定数をK2
とし、シリンダの出力および摩擦力はゼロと考えると制
御力は、 Ｕ＝Ａ（P1−P2）−C2（２−１）−K2（x2−x1）
（３） となる。
P2、シリンダの減衰定数をC2、シリンダのばね定数をK2
とし、シリンダの出力および摩擦力はゼロと考えると制
御力は、 Ｕ＝Ａ（P1−P2）−C2（２−１）−K2（x2−x1）
（３） となる。
シリンダにおける連続の式は、サーボ弁からシリンダ
に流入する流量をQ1、シリンダからサーボ弁へ流出する
流量をQ2、各シリンダ室から外部へ漏れる流量をQ3、
Q4、第１図の下部のシリンダ室から上部のシリンダ室へ
漏れる流量をQ5とすると、1 V1/K＝Q1−Ａ（２−１）−Q3−Q5 （４）2 V2/K＝−Q2＋Ａ（２−１）−Q4＋Q5 （５） となる。
に流入する流量をQ1、シリンダからサーボ弁へ流出する
流量をQ2、各シリンダ室から外部へ漏れる流量をQ3、
Q4、第１図の下部のシリンダ室から上部のシリンダ室へ
漏れる流量をQ5とすると、1 V1/K＝Q1−Ａ（２−１）−Q3−Q5 （４）2 V2/K＝−Q2＋Ａ（２−１）−Q4＋Q5 （５） となる。
シリンダ室からの流れを考慮したモデルにおいて、R1
R2を絞りの係数とすると 絞りの式は Q3＝R1P1 Q4＝R1P2 Q5＝R2（P1−P2） （６） となる。
R2を絞りの係数とすると 絞りの式は Q3＝R1P1 Q4＝R1P2 Q5＝R2（P1−P2） （６） となる。
次にサーボ弁の特性を考える。
サーボ弁の定格電流をIr、定格流量をQr、定格差圧を
ΔPr、供給圧力をPsとすると、 ｉ≧０の場合 ｉ＜０の場合 となる。
ΔPr、供給圧力をPsとすると、 ｉ≧０の場合 ｉ＜０の場合 となる。
2.微分方程式の線形化 ここで、（７）〜（10）式を微分変動法により線形化
し、システム全体の線形近似モデルを作成する。
し、システム全体の線形近似モデルを作成する。
平衡点として、p1＝p2＝ps/2,i＝i0（ｉ≧０の場
合）,i＝−i0（ｉ＜０の場合）とすると、式（７），
（９）及び式（８），（10）は、それぞれ Q1＝αｉ−βp1 Q2＝αｉ＋βp2 に統一することができ（α，βはそれぞれ定数）、サー
ボ弁に関して線形近似化することができる。
合）,i＝−i0（ｉ＜０の場合）とすると、式（７），
（９）及び式（８），（10）は、それぞれ Q1＝αｉ−βp1 Q2＝αｉ＋βp2 に統一することができ（α，βはそれぞれ定数）、サー
ボ弁に関して線形近似化することができる。
そして、状態変形ベクトル と、制御入力ｕとして、 をとり、ΔＦを外乱として取扱い、状態方程式 で表現する。このとき行列 は、それぞれ４行４列１列の行列となり、行列の各要素
は次のようになる。
は次のようになる。
A11＝０ A12＝０ A13＝１ A14＝０ A21＝０ A22＝０ A23＝０ A24＝１ A31＝−K1/M1 A32＝K2/M1 A33＝−C1/M1 A34＝（1/M1）｛2A2/（β＋R1＋2R2）＋C2｝ A41＝K1/M1 A42＝−K1（M1＋M2）/M1M2 A43＝C1/M1 A44＝−｛（M1＋M2）/M1M2｝｛2A2/（β＋R1＋2R2）＋C
2｝ b11＝０ b21＝０ b31＝−（1/M1）｛2Aα／（β＋R1＋2R2）｝ b41＝｛M1＋M2/M1M2｝｛2Aα／（β＋R1＋2R2）｝ ここで出力ベクトルｙを と定義すると出力方程式は次のようになる。
2｝ b11＝０ b21＝０ b31＝−（1/M1）｛2Aα／（β＋R1＋2R2）｝ b41＝｛M1＋M2/M1M2｝｛2Aα／（β＋R1＋2R2）｝ ここで出力ベクトルｙを と定義すると出力方程式は次のようになる。
3.最適レギュレータの設計 （12）（14）式で表現されている制御系において、評
価関数 を最小にする制御入力ｕを求める。すなわち、（15）式
を最小にする最適レギュレータを設計する。制御入力ｕ
をスカラ量としたので、入力の重み係数ｒもスカラ量と
した。
価関数 を最小にする制御入力ｕを求める。すなわち、（15）式
を最小にする最適レギュレータを設計する。制御入力ｕ
をスカラ量としたので、入力の重み係数ｒもスカラ量と
した。
状態変数に対する重み行列Ｑを とおくと、評価関数Ｊは になる。ここで精度よく制御したい状態変数に対応する
重み係数ｑを大きくとることにより、制振効果が大きい
ものから小さいものまで制御系を自由に設計できる。
重み係数ｑを大きくとることにより、制振効果が大きい
ものから小さいものまで制御系を自由に設計できる。
最適入力ｕ゜は最適フィードバックベクトル により次のように表わされる（ｕ゜＝Δｉ゜）、 制御系のブロック図を第３図に示す。
（15）式で表わされたＪを最小にする最適フィードバ
ックベクトル は一般式 で与えられる。ただし、 は次のリカッティの行列方程式を満たす正定唯一解であ
る。
ックベクトル は一般式 で与えられる。ただし、 は次のリカッティの行列方程式を満たす正定唯一解であ
る。
上述の実施例では、状態変数ベクトルは、構造物１の
変位x1、構造物１に対する付加マス２の相対変位ｘ▲ｘ
′ ２▼、構造物１の速度１、構造物１と付加マス２の
相対速度▲′ ２▼で表現したが、他の振動に関係する
変数や油圧シリンダの制御に関係する変数を状態量とし
て考慮してもよい。
変位x1、構造物１に対する付加マス２の相対変位ｘ▲ｘ
′ ２▼、構造物１の速度１、構造物１と付加マス２の
相対速度▲′ ２▼で表現したが、他の振動に関係する
変数や油圧シリンダの制御に関係する変数を状態量とし
て考慮してもよい。
すなわち、制振装置取付位置における構造物１の変位
x1、付加マス２の変位x2、構造物１の最下部又は地面の
変位x0、構造物１に対する付加マス２の相対変位x2、シ
リンダ各室の圧力P1、P2、サーボ弁13のスプール14の変
位x3とし、この中から制御に重要な要素を取り出し状態
変数ベクトルを表現してもよい。この場合評価関数Ｊは
次のようにするのが適当である。
x1、付加マス２の変位x2、構造物１の最下部又は地面の
変位x0、構造物１に対する付加マス２の相対変位x2、シ
リンダ各室の圧力P1、P2、サーボ弁13のスプール14の変
位x3とし、この中から制御に重要な要素を取り出し状態
変数ベクトルを表現してもよい。この場合評価関数Ｊは
次のようにするのが適当である。
油の圧縮性を考慮した場合にはp1p2を追加するのが有効
である。更に、P1P2の代わりに両者の差P1−P2を状態変
数にとってもよいこと勿論である。
である。更に、P1P2の代わりに両者の差P1−P2を状態変
数にとってもよいこと勿論である。
第２図は本発明の他の実施例を示すもので、油圧シリ
ンダ６を駆動する手段として可変ポンプ20を用いたもの
である。
ンダ６を駆動する手段として可変ポンプ20を用いたもの
である。
制御器ｚからの制御入力ｕを傾転角制御装置21に入力
し、この傾転角制御装置内ではコントローラにより制御
入力ｕをパイロット弁を駆動する信号に変換し、パイロ
ット弁の駆動により可変ポンプ21に加える圧力を調整す
る。可変ポンプ21は傾転角制御装置22の圧力を受けて自
動的に流量を変える。他の構成は第１図の実施例と同じ
であるが、状態変数ベクトルｘを設定する場合、スプー
ルの変位x3を可変ポンプ21の傾転角指令x4に置き代え
る。
し、この傾転角制御装置内ではコントローラにより制御
入力ｕをパイロット弁を駆動する信号に変換し、パイロ
ット弁の駆動により可変ポンプ21に加える圧力を調整す
る。可変ポンプ21は傾転角制御装置22の圧力を受けて自
動的に流量を変える。他の構成は第１図の実施例と同じ
であるが、状態変数ベクトルｘを設定する場合、スプー
ルの変位x3を可変ポンプ21の傾転角指令x4に置き代え
る。
（発明の効果） 本発明は、上述したように、振動に関係する構造物の
変位等の変数を状態変数として最適レギュレータ理論に
よって制御を行なうので、非線形特性のある油圧アクチ
ュエータを用いて線形近似の制御を行なうとともに、精
度よく制御したい状態変数に対応する重みを大きくとる
ことにより、構造物に適した制御を行なうことが可能と
なり、付加マスの質量、付加マスの振動ストロークを効
率よく設計できるので、制振装置の小型化を図ることが
できる。
変位等の変数を状態変数として最適レギュレータ理論に
よって制御を行なうので、非線形特性のある油圧アクチ
ュエータを用いて線形近似の制御を行なうとともに、精
度よく制御したい状態変数に対応する重みを大きくとる
ことにより、構造物に適した制御を行なうことが可能と
なり、付加マスの質量、付加マスの振動ストロークを効
率よく設計できるので、制振装置の小型化を図ることが
できる。
また、付加マスを油圧シリンダで運動させるように構
成したので、小さな装置で大きな力を発揮することがで
きる面からも制振装置の小型化が図れる。その結果、構
造物の重量負担が少なくなり、構造物の強度を低減で
き、構造物自体の軽量化を図ることができ、一段と高層
な構造物の建設が可能となる。
成したので、小さな装置で大きな力を発揮することがで
きる面からも制振装置の小型化が図れる。その結果、構
造物の重量負担が少なくなり、構造物の強度を低減で
き、構造物自体の軽量化を図ることができ、一段と高層
な構造物の建設が可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す制振装置のモデル図、
第２図は他の実施例を示すモデル図、第３図は制御系の
ブロック図、第４図は本発明の制御装置の側面図、第５
図は制振装置の平面図、第６図は従来の制振装置のモデ
ル図である。 １……構造物、２……付加マス ６……シリンダ 11、12……変位検出手段（状態変数検出手段） ｗ……状態変数設定部、ｙ……演算部 ｚ……制御器
第２図は他の実施例を示すモデル図、第３図は制御系の
ブロック図、第４図は本発明の制御装置の側面図、第５
図は制振装置の平面図、第６図は従来の制振装置のモデ
ル図である。 １……構造物、２……付加マス ６……シリンダ 11、12……変位検出手段（状態変数検出手段） ｗ……状態変数設定部、ｙ……演算部 ｚ……制御器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川崎 治彦 神奈川県相模原市麻溝台1805番地１ カヤ バ工業株式会社相模工場内 (72)発明者 久保 智史 神奈川県相模原市麻溝台1805番地１ カヤ バ工業株式会社相模工場内 (56)参考文献 実開 昭59−54237（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭49−46991（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (1)
- 【請求項１】構造物の振動方向に運動可能な付加マス
と、該付加マスを運動させる手段とを有し、前記付加マ
スの運動により前記構造物の振動を抑制する制振装置に
おいて、 前記付加マスに連結することにより付加マスの運動を制
御する油圧シリンダと、 静止状態を０とした場合の構造物の変位，付加マスの変
位，その他の構造物の振動に関係する変数を求める変数
検出手段と、 この変数検出手段で検出した変数により各種の状態変数
を設定して多変数制御における系の状態を示す状態変数
ベクトルとし、予め設定された最適フィードバックベク
トルと前記状態変数ベクトルとの内積から成る演算式に
より前記油圧シリンダへの供給流量を制御する制御入力
信号を演算する演算部と、を具備し、 前記最適フィードバックベクトルは、系の動的な特性を
記述する状態方程式及び出力方程式により、系の状態変
数の中から注目する出力変数を選び、この出力変数を基
に定義された積分型の評価関数が最適制御理論により最
小となるよう設定され、 前記演算部で演算される制御入力信号を最適入力とし、
この最適入力で前記油圧シリンダを制御する ことを特徴とする油圧式制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051041A JPH086491B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | 油圧式制振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051041A JPH086491B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | 油圧式制振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63217075A JPS63217075A (ja) | 1988-09-09 |
| JPH086491B2 true JPH086491B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=12875715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62051041A Expired - Fee Related JPH086491B2 (ja) | 1987-03-04 | 1987-03-04 | 油圧式制振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086491B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02204582A (ja) * | 1989-02-02 | 1990-08-14 | Kayaba Ind Co Ltd | 建造物の制振装置 |
| JP3359976B2 (ja) * | 1994-04-22 | 2002-12-24 | カヤバ工業株式会社 | 制振装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4946991A (ja) * | 1972-09-09 | 1974-05-07 | ||
| JPS5954237U (ja) * | 1982-10-04 | 1984-04-09 | 三菱電機株式会社 | 振動制御装置 |
-
1987
- 1987-03-04 JP JP62051041A patent/JPH086491B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63217075A (ja) | 1988-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5379980A (en) | Stabilization systems for vibration isolators | |
| JP2603391B2 (ja) | 制震構造物用可変減衰装置 | |
| CN106321719A (zh) | 一种采用正负刚度并联的主被动复合隔振器 | |
| CN106321708B (zh) | 一种两自由度隔振与精密定位的复合主动隔振器 | |
| US9875217B2 (en) | Semi-active feedback control of sway of cables in elevator system | |
| WO2020206931A1 (zh) | 一种双绳缠绕式超深立井提升系统提升容器位姿控制方法 | |
| CN114623184A (zh) | 一种适用于电磁减振器的智能调节系统 | |
| JPH086491B2 (ja) | 油圧式制振装置 | |
| Zhang | Hydraulic linear actuator velocity control using a feedforward-plus-PID control | |
| JP3359976B2 (ja) | 制振装置 | |
| JPH086492B2 (ja) | 制振装置の制御方法 | |
| JPH0765408B2 (ja) | 制振装置の制御方法 | |
| JP2614859B2 (ja) | 制振装置の制御方法 | |
| JPH02289769A (ja) | 制震構造物用可変減衰装置 | |
| JP2513358B2 (ja) | シリンダ―ロック装置を用いた能動型制震システム | |
| JPH0765407B2 (ja) | 制振装置の制御方法 | |
| Liu et al. | Control for the new harsh sea conditions salvage crane based on modified fuzzy PID | |
| JP2513297B2 (ja) | 可変減衰機構を有する可変剛性構造物用能動型制震システム | |
| JP2513296B2 (ja) | 可変剛性・可変減衰機構を有する能動型制震システム | |
| JPH08100545A (ja) | 鉄骨構造物の制振装置 | |
| JP3558388B2 (ja) | 片ロッドシリンダの制御装置 | |
| JPH05213194A (ja) | 鉄道車両の振動制御装置 | |
| JPH05231028A (ja) | 柱軸方向変形制御用高減衰構造 | |
| JP3601849B2 (ja) | 制振装置 | |
| CN114819158B (zh) | 基于分布式负载口独立控制阀组的混凝土泵车臂架运动抑振方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |