JPH0941715A - Vibration mitigation method - Google Patents

Vibration mitigation method

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JPH0941715A
JPH0941715A JP19638395A JP19638395A JPH0941715A JP H0941715 A JPH0941715 A JP H0941715A JP 19638395 A JP19638395 A JP 19638395A JP 19638395 A JP19638395 A JP 19638395A JP H0941715 A JPH0941715 A JP H0941715A
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JP
Japan
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vibration
damping
equation
target
mass
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Pending
Application number
JP19638395A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Kageyama
満 蔭山
Mitsuru Nakamura
充 中村
Osamu Yoshida
治 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obayashi Corp
Original Assignee
Obayashi Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To regulate natural vibration characteristics of a vibration mitigator real time by making it correspond with vibration characteristics of a vibration mitigation object varying from hour to hour when the object is mitigated with the vibration periodical control type or synchronous type mitigation such as semi-active type TMD method, joint vibration mitigation method, cable vibration control method, etc. SOLUTION: When vibration of an object is mitigated with a vibration periodical control type or a synchronous type mitigation such as semi-active type TMD method, joint vibration mitigation method, cable vibration mitigation method, etc., in order to use the vibration mitigation method for controlling natural vibration characteristics of the mitigator by making it corresponding with natural vibration characteristics of the vibration mitigating object varying from hour to hour in details of vibration from the beginning to the end, at least elastic modulus and damping coefficient of the object in a vibration equation of vibration system consisting of the vibration mitigation object and mitigator make as unknown quantities, and a vibration state of vibration system is detected in a plurality of times by a detector in the details. Simultaneous equations with several unknowns from two or more vibration equations are established, and solution of the unknown quantities in the simultaneous equations is identified the vibration characteristics of the object.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、セミ・アクティブ
タイプのTMD法、連結制振法、ケーブル制振法などの
振動周期調整型若しくは同調型の制振装置で制振対象を
制振するに際し、制振対象の時々刻々と変化する振動特
性に追随させて、リアルタイムで当該制振装置の固有振
動特性を調整することを可能とする制振方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration control system of a semi-active type, such as a TMD method, a coupled vibration control method, a cable vibration control method or the like, for controlling a vibration target by a vibration period adjusting type or a tuning type vibration damping device. The present invention relates to a vibration damping method capable of adjusting a natural vibration characteristic of a vibration damping device in real time by following a vibration characteristic of a vibration damping target which changes every moment.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】一般に、付加マス等の
質量の慣性効果及びバネに加えて、ダンパを用いて構成
したセミ・アクティブタイプの制振装置により制振する
場合には、その制振効果を高めるために、制振装置の固
有振動周期を、制振対象、例えば構造物の固有振動周期
に対応する最適な周期に調整したり、あるいはその周期
と同調する周期に調整する必要がある。このような周期
調整が行われる制振手法としては、例えば、TMD法、
連結制振法、ケーブル制振法などがある。
Generally, in addition to the inertial effect of the mass such as an additional mass and the spring, when damping is performed by a semi-active type vibration damping device constituted by a damper, the vibration damping is performed. In order to enhance the effect, it is necessary to adjust the natural vibration cycle of the vibration damping device to an optimum cycle corresponding to the natural vibration cycle of the object to be damped, for example, the structure, or a cycle in synchronization with the cycle. . As a vibration damping method for performing such period adjustment, for example, the TMD method,
There are the consolidated vibration control method and the cable vibration control method.

【0003】これらの制振手法では、制振対象が本来備
える質量、減衰係数、弾性係数で決定される当該制振対
象の固有振動特性を事前に把握した上で、制振装置の付
加マス等の質量、減衰係数、弾性係数を予めセッティン
グし、これにより当該制振装置の固有振動特性を最適化
するようにしている。
In these vibration damping methods, the natural vibration characteristics of the vibration damping target, which are originally determined by the mass, the damping coefficient, and the elastic coefficient of the vibration damping target, are grasped in advance, and then the additional mass of the vibration damping device, etc. The mass, the damping coefficient and the elastic coefficient are set in advance to optimize the natural vibration characteristics of the vibration damping device.

【0004】ここで、制振対象として構造物を例示して
説明すると、図1に示すように中小地震や風によって引
き起こされる程度の振動に対応させた制振では、構造物
1の質量mのみならず、その減衰係数cや弾性係数kも
一定であると考えて良い。したがって、上述した周期調
整型若しくは同調型の制振装置は、予めセッティングさ
れた固有振動特性によって十分な制振効果を発揮する。
Here, the structure will be described as an example of the object of vibration suppression. As shown in FIG. 1, in the vibration suppression corresponding to the vibration caused by a small earthquake or a wind, only the mass m of the structure 1 is measured. However, it may be considered that the damping coefficient c and the elastic coefficient k are also constant. Therefore, the above-described period adjustment type or tuning type vibration damping device exhibits a sufficient vibration damping effect due to the preset natural vibration characteristics.

【0005】これに対して、構造物1を倒壊させるおそ
れのあるような大地震を考慮した場合には、構造物1の
減衰係数cや弾性係数kは、大地震に伴う大きな振幅な
どに起因して当該構造物1を構成する二次的な構造部材
である間仕切り壁などが摩擦切れしたり、さらには柱や
梁などの一次的な構造部材が一部塑性化するなどして、
非線形的に変化してしまう(k→kx ,c→cx )。こ
のような事情は、構造物1に限らず、その他の制振対象
であっても同様である。このとき、上述した周期調整型
や同調型の制振装置では、予め制振対象の質量や減衰係
数、弾性係数に基づく固有振動特性にセッティングされ
て設置されているため、制振対象の減衰係数や弾性係数
が変化してその固有振動特性が変化してしまうと、十分
な制振作用を発揮できなくなり、このため周期調整型や
同調型の制振装置は、大地震に対しては有効ではないと
されていた。
On the other hand, when a large earthquake that may collapse the structure 1 is taken into consideration, the damping coefficient c and the elastic coefficient k of the structure 1 are caused by a large amplitude caused by the large earthquake. Then, a partition wall, which is a secondary structural member that constitutes the structure 1, is worn away by friction, or a primary structural member such as a pillar or a beam is partially plasticized,
It changes non-linearly (k → k x , c → c x ). Such a situation is not limited to the structure 1, and the same applies to other vibration damping targets. At this time, in the above-described period adjusting type or tuning type vibration damping device, the damping coefficient of the vibration damping target is set because the natural vibration characteristics based on the mass, damping coefficient, and elastic coefficient of the vibration damping target are set in advance. If the elastic modulus changes and the natural vibration characteristics change, it becomes impossible to exert sufficient vibration damping effect. Therefore, the period adjustment type or tuning type vibration damping device is not effective against a large earthquake. It was said to be absent.

【0006】このように、制振対象の減衰係数や弾性係
数が変化してしまった場合に、これに対応させて、制振
装置を構成するバネの弾性係数や、ダンパの減衰係数、
質量による慣性効果を変化させるべく、これらを調整す
ること自体は可能である。しかしながら、この調整のた
めには、時々刻々と変化していく制振対象の振動状態を
観測し、この観測結果に基づいて当該制振対象の減衰係
数や弾性係数を同定することが必要であり、このような
評価プロセスが実施されなければ、制振装置の振動特
性、すなわちその固有振動周期などを最適に調整するこ
とはできない。
As described above, when the damping coefficient or elastic coefficient of the object to be damped changes, the elastic coefficient of the spring or the damping coefficient of the damper constituting the vibration damping device is correspondingly dealt with.
It is possible to adjust these in order to change the inertial effect due to the mass. However, for this adjustment, it is necessary to observe the vibration state of the vibration suppression target that changes from moment to moment and identify the damping coefficient and elastic coefficient of the vibration suppression target based on this observation result. If such an evaluation process is not performed, the vibration characteristics of the vibration damping device, that is, its natural vibration period cannot be optimally adjusted.

【0007】一般的には、制振対象の振動状態を示す応
答波形を観測し、この応答波形に現れる周期性をもって
制振対象の弾性係数や減衰係数を推定して、制振対象の
振動特性の変化を把握することが考えられる。しかし、
この方法は、地震などによる制振対象の応答波形を得て
初めて利用できるものであることから、地震が終息した
後の結果に対してしか制振装置を調整できず、振動状態
にある制振対象に対しリアルタイムで制振装置の固有振
動特性を調整することは難しい。またさらに、この応答
波形は、制振装置による制振の影響が含まれているデー
タであるため、制振対象自身の振動特性自体を評価する
ことは困難であり、観測したこの応答波形をそのまま制
振装置の調整に用いても、良好な制振効果を得ることは
できないという課題があった。
Generally, a response waveform indicating a vibration state of a vibration damping target is observed, and an elastic coefficient or a damping coefficient of the vibration damping target is estimated by the periodicity appearing in the response waveform to obtain a vibration characteristic of the vibration damping target. It is possible to grasp the changes in But,
Since this method can be used only after obtaining the response waveform of the object to be damped due to an earthquake, etc., the damping device can be adjusted only for the result after the earthquake is over, and the It is difficult to adjust the natural vibration characteristics of the damping device in real time with respect to the target. Furthermore, since this response waveform is data that includes the effect of vibration suppression by the vibration damping device, it is difficult to evaluate the vibration characteristics of the vibration suppression target itself. Even if it is used for adjusting the vibration damping device, there is a problem that a good vibration damping effect cannot be obtained.

【0008】本発明は上記の事情に鑑みて創案されたも
のであって、その目的は、セミ・アクティブタイプのT
MD法、連結制振法、ケーブル制振法などの振動周期調
整型若しくは同調型の制振装置で制振対象を制振するに
際し、制振対象の時々刻々と変化する振動特性に追随さ
せてリアルタイムで当該制振装置の固有振動特性の調整
を行うことができるようにする制振方法を提供するにあ
る。
The present invention was made in view of the above circumstances, and its object is to provide a semi-active type T
When damping a damping target with a vibration period adjustment type or tuning type damping device such as the MD method, the coupled damping method, the cable damping method, etc., the vibration characteristics of the damping target that change from moment to moment are followed. Another object of the present invention is to provide a vibration damping method that enables adjustment of the natural vibration characteristic of the vibration damping device in real time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、セミ・アクテ
ィブタイプのTMD法、連結制振法、ケーブル制振法な
どの振動周期調整型若しくは同調型の制振装置で制振対
象を制振するに際し、振動が発生し終息していく経緯に
おいて時々刻々と変化していく上記制振対象の固有振動
特性に対応させて上記制振装置の固有振動特性を調整す
るのに用いるために、上記制振対象および上記制振装置
からなる振動系の振動方程式における該制振対象の少な
くとも弾性係数および減衰係数を未知数として、かつ該
振動系の振動状態を該経緯において複数回検出手段で検
出して、2以上の振動方程式からなる多元連立方程式を
作成し、該多元連立方程式の上記未知数の解を求めて上
記制振対象の振動特性を同定することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to suppress a vibration target by a vibration period adjusting type or a tuning type vibration damping device such as a semi-active type TMD method, a coupling damping method, a cable damping method. In order to adjust the natural vibration characteristics of the vibration damping device in response to the natural vibration characteristics of the vibration suppression target, which changes moment by moment in the process of occurrence and termination of vibration, At least the elastic coefficient and the damping coefficient of the vibration suppression object in the vibration equation of the vibration system including the vibration suppression object and the vibration suppression device are unknowns, and the vibration state of the vibration system is detected by the detecting means a plurality of times in the history. It is characterized in that a multi-dimensional simultaneous equation consisting of two or more vibration equations is created, and a solution of the unknown of the multi-dimensional simultaneous equation is obtained to identify the vibration characteristic of the vibration suppression target.

【0010】また、前記制振対象の質量も未知数とする
ことを特徴とする。
Further, it is characterized in that the mass to be damped is an unknown quantity.

【0011】また、前記多元連立方程式を、最小自乗法
などの統計的手法によって解析することを特徴とする。
Further, the multidimensional simultaneous equations are characterized by being analyzed by a statistical method such as a least square method.

【0012】さらに、前記制振対象を一質点系若しくは
多質点系のモデルにモデル化することを特徴とする。
Further, the damping object is modeled as a one-mass system model or a multi-mass system model.

【0013】また、前記制振対象を多質点系のモデルに
モデル化した場合に、発生し得る複数の振動モードの中
から制振すべき振動モードを抽出するために、前記検出
手段による検出値のうち当該制振すべき振動モードのピ
ーク周波数近傍の検出値を通過させるバンドパスフィル
タをかけ、その結果に対して前記振動方程式を作成する
ことを特徴とする。
Further, when the vibration suppression target is modeled as a model of a multi-mass system, in order to extract a vibration mode to be suppressed from a plurality of vibration modes that can occur, a detection value by the detection means is detected. Of these, a bandpass filter that passes a detection value near the peak frequency of the vibration mode to be damped is applied, and the vibration equation is created for the result.

【0014】さらにまた、前記制振対象を多質点系のモ
デルにモデル化した場合に、発生し得る複数の振動モー
ドの中から制振すべき振動モードを抽出するために、前
記検出手段による検出値のうち当該制振すべき振動モー
ドに対応する検出値を通過させるモードフィルタをか
け、その結果に対して前記振動方程式を作成することを
特徴とする。
Furthermore, when the vibration suppression target is modeled as a model of a multi-mass system, in order to extract a vibration mode to be suppressed from a plurality of vibration modes that can be generated, detection by the detection means is performed. Among the values, a mode filter that allows detection values corresponding to the vibration mode to be damped to pass is applied, and the vibration equation is created for the result.

【0015】したがって、本発明の制振方法は、固有振
動特性を調整することによって制振効果を発揮する周期
調整型若しくは同調型のセミ・アクティブタイプの制振
装置であって、制振対象の既知のデータに対応させて初
期セッティングされ、このために制振対象の振動特性が
変化してしまった際には十分な制振性能を発揮させるこ
とが難しい制振装置に対して、刻々と変化していく制振
対象の弾性係数や減衰係数の値を検出手段による検出値
から同定することができる。これによって制振装置の固
有振動特性を、振動発生から終息に到るまでの間でリア
ルタイムで最適な特性に調整することが可能となる。こ
の際の制振対象の弾性係数や減衰係数の同定は、振動方
程式に基づく多元連立法方程式からコンピュータ等の演
算手段によって瞬時に行うことができる。これにより上
記の制振装置の固有振動特性を、制振対象の振動特性変
化に追従させることが可能となり、制振対象の弾性係数
や減衰係数が変化してしまうような大地震時などにあっ
ても、当該制振装置に有効な制振効果を発揮させること
ができる。
Therefore, the vibration damping method of the present invention is a semi-active type vibration damping device of a period adjustment type or a tuning type which exerts a damping effect by adjusting the characteristic vibration characteristic. Initial settings are made in correspondence with known data, and when vibration characteristics of the object to be dampened change due to this, it is constantly changing for vibration damping devices that are difficult to exert sufficient vibration damping performance. It is possible to identify the values of the elastic coefficient and the damping coefficient of the vibration damping target that are going to be detected from the values detected by the detection means. As a result, the natural vibration characteristic of the vibration damping device can be adjusted to the optimum characteristic in real time from the time when the vibration is generated until the vibration is terminated. At this time, the elastic coefficient and damping coefficient of the object to be damped can be identified instantaneously by a computing means such as a computer from a multi-dimensional simultaneous equation based on the vibration equation. This makes it possible to make the natural vibration characteristics of the above-mentioned vibration damping device follow the changes in the vibration characteristics of the vibration suppression target, such as during a large earthquake when the elastic coefficient or damping coefficient of the vibration suppression target changes. However, it is possible to exert an effective vibration damping effect on the vibration damping device.

【0016】制振対象の未知数としては、必要に応じて
その質量を含ませることができ、これにより制振対象の
質量変化も考慮しなければならない場合であっても、本
方法を適用することができる。
The unknown value of the object to be damped can include its mass as necessary, and even if the change in the mass of the object to be damped must be taken into consideration, the present method can be applied. You can

【0017】多元連立方程式の解を求めるにあたって統
計的手法を用いれば、検出に際してのノイズの影響を除
去することができる。
If a statistical method is used for obtaining the solution of the simultaneous equations, it is possible to eliminate the influence of noise at the time of detection.

【0018】制振対象を質点系にモデル化することで、
解析作業を容易化することができる。
By modeling the vibration suppression target in a mass system,
The analysis work can be facilitated.

【0019】検出手段による検出値のうち制振すべき振
動モードのピーク周波数近傍の検出値を通過させるバン
ドパスフィルタや、検出手段による検出値のうち制振す
べき振動モードに対応する検出値を通過させるモードフ
ィルタを用いることで、観測ノイズを除去しつつ、解析
に必要な検出値を抽出することができ、解析作業を高精
度化することができる。
Among the detection values detected by the detection means, a bandpass filter for passing the detection values in the vicinity of the peak frequency of the vibration mode to be damped, and the detection values corresponding to the vibration mode to be damped among the detection values detected by the detection means. By using the mode filter that passes the detection noise, the detection value necessary for the analysis can be extracted while removing the observation noise, and the accuracy of the analysis work can be improved.

【0020】[0020]

【従来の技術】上述したように、付加マス等の質量の慣
性効果及びバネに加えて、ダンパを用いて構成したセミ
・アクティブタイプの制振装置により制振する場合に
は、その制振効果を高めるために、制振装置の固有振動
周期を、制振対象の固有振動周期に対応する最適な周期
に調整したり、あるいはその周期と同調する周期に調整
するようにしており、このような周期調整が行われる制
振手法としては、例えば、TMD法、連結制振法、ケー
ブル制振法などがある。
2. Description of the Related Art As mentioned above, in addition to the inertial effect of the mass of the additional mass and the spring, when the vibration is damped by the semi-active type vibration damping device constituted by the damper, the vibration damping effect is obtained. In order to increase the frequency, the natural vibration cycle of the vibration damping device is adjusted to an optimum cycle corresponding to the natural vibration cycle of the vibration suppression target, or is adjusted to a cycle in synchronization with the cycle. Examples of vibration damping methods for which the period adjustment is performed include the TMD method, the coupled vibration damping method, and the cable vibration damping method.

【0021】TMD法は、図2にモデル化して示したよ
うに、質量m、減衰係数c、弾性係数kの制振対象2に
設置されてその振動を減衰させるダンパ3を、当該制振
対象2にバネ4を介して搭載した付加マス5に連結する
ようにし、この付加マス5が制振対象2の振動に対応し
て振動することで生じる慣性力をダンパ3の反力として
利用し、これによりダンパ3の減衰力を制振対象2に作
用させて制振するものである。そして、制振対象2に一
括して搭載したダンパ3、バネ4および付加マス5で構
成した振動系6の固有振動周期を、制振対象2の固有振
動周期に予め一致させるようにして、当該制振対象2の
振動伝達関数のピークにおいて制振効果を得るようにし
ている。
In the TMD method, as shown by modeling in FIG. 2, a damper 3 installed on a damping target 2 having a mass m, a damping coefficient c, and an elastic coefficient k to damp the vibration is a damping target. 2 is connected to an additional mass 5 mounted via a spring 4, and the inertial force generated by the additional mass 5 vibrating in response to the vibration of the damping target 2 is used as a reaction force of the damper 3, As a result, the damping force of the damper 3 acts on the damping target 2 to damp it. Then, the natural vibration cycle of the vibration system 6 configured by the damper 3, the spring 4, and the additional mass 5 that are collectively mounted on the vibration suppression target 2 is made to match the natural vibration cycle of the vibration suppression target 2 in advance. The damping effect is obtained at the peak of the vibration transfer function of the damping target 2.

【0022】連結制振法は図3に示すように、固有振動
周期の異なる2つの制振対象11,12を連結する方法
で、双方の制振対象11,12の質量m11,m12を制振
のための反力として利用することができ、この点で効果
的なものである。この際、双方の制振対象11,12を
同時に最適に制振するために、連結バネ13やダンパ1
4を用いた周期調整が行われ、これにより両制振対象1
1,12を一挙に制振するようにしている。なお、この
周期調整は、唯一の振動モードに対してのみ行われるよ
うになっている。
As shown in FIG. 3, the coupled damping method is a method of coupling two damping objects 11 and 12 having different natural vibration periods, and the masses m 11 and m 12 of both damping objects 11 and 12 are It can be used as a reaction force for damping and is effective in this respect. At this time, in order to optimally suppress both damping objects 11 and 12 simultaneously, the connecting spring 13 and the damper 1
Period adjustment using 4 is performed, and both damping targets 1
The vibrations of 1 and 12 are controlled at once. It should be noted that this cycle adjustment is performed only for one vibration mode.

【0023】ケーブル制振法の例として、2つの構成を
以下に示す。図4に示した前者は、特開平4−1769
74号公報(E04H 9/02,E04B 1/34) に開示されたもの
で、この装置は概略的には、図に示したように、地盤2
1上に構築した高層・超高層の建物や倉庫ラックなどの
構造物22と、地盤21に固定して設けたダンパ23と
の間に、振動伝達材として、引張力のみを伝達し圧縮力
は伝達することのないワイヤなどの引張材24a,24
bを張り渡し、地震や風等によって構造物22に生じる
水平方向の揺れ、すなわち構造物22の水平振動を、こ
れによって引張される引張材24a,24bを介してダ
ンパ23に伝達して構造物22の振動を減衰するように
構成されている。
As an example of the cable damping method, two configurations are shown below. The former shown in FIG. 4 is disclosed in JP-A-4-1769.
No. 74 (E04H 9/02, E04B 1/34), and this device is schematically shown in the figure
Between a structure 22 such as a high-rise / super-high-rise building or a warehouse rack constructed on 1 and a damper 23 fixedly provided on the ground 21, only a tensile force is transmitted as a vibration transmitting material and a compressive force is transmitted. Tensile members 24a, 24 such as wires that do not transmit
b is stretched, and horizontal shaking generated in the structure 22 due to an earthquake, wind, or the like, that is, horizontal vibration of the structure 22 is transmitted to the damper 23 via the tension members 24a and 24b pulled by the structure 23, and the structure is transmitted. It is configured to damp the vibration of 22.

【0024】図示例では、1次モードの振動において振
動変位が最も顕著に現れる構造物22頂部の左右両端2
箇所それぞれに、一対の引張材24a,24bの一端が
連結されている。そしてこれら一対の引張材24a,2
4bは、斜め下方に向かってたすき掛け状に交差されて
構造物22基部へと導かれ、構造物22基部の左右両端
それぞれに上下一対配設した滑車25a,25bに掛け
回されて、構造物22基部の中央へと案内されている。
他方、構造物22基部の中央には、構造物22とは別途
に地盤21に固定して、剪断変形によりエネルギを吸収
する積層ゴムタイプのダンパ23が設けられ、このダン
パ23の左右両端に、一対の引張材24a,24bの他
端がそれぞれ連結されている。
In the illustrated example, the left and right ends 2 of the top of the structure 22 where the vibration displacement is most noticeable in the vibration of the first mode.
One end of each of the pair of tension members 24a and 24b is connected to each location. And these pair of tension members 24a, 2
4b is obliquely downwardly crossed and guided to the base of the structure 22 and is hung around a pair of pulleys 25a and 25b arranged at the left and right ends of the structure 22 to form a structure. It is guided to the center of 22 bases.
On the other hand, in the center of the base of the structure 22, a laminated rubber type damper 23 that is fixed to the ground 21 separately from the structure 22 and absorbs energy by shear deformation is provided. The other ends of the pair of tension members 24a and 24b are connected to each other.

【0025】そして、構造物22が水平方向に振動する
と、その振動に応じて一方の引張材24aがダンパ23
との間で引張され、このダンパ23を剪断変形させる。
この際、他方の引張材24bは、剪断変形するダンパ2
3により構造物22頂部との間で引張されることとな
り、このような作用によって構造物22の振動をダンパ
23に伝達して減衰させるようになっている。
When the structure 22 vibrates in the horizontal direction, one of the tension members 24a is damped by the damper 23 in accordance with the vibration.
And the damper 23 is sheared and deformed.
At this time, the other tension member 24b is the damper 2 that undergoes shear deformation.
3 causes the structure 22 to be pulled between the top of the structure 22 and the vibration of the structure 22 is transmitted to the damper 23 and attenuated by such an action.

【0026】図5に示した後者は、本願出願人が先に出
願した特願平7−177307号に係るもので、地盤3
1上に構築した高層・超高層の建物や倉庫ラックなどの
構造物32と、地盤31に固定して設けたダンパ33と
の間に、振動伝達材として、引張力のみを伝達し圧縮力
は伝達することのないケーブルなどの引張材34a,3
4bを張り渡し、地震や風等によって構造物32に生じ
る水平方向の揺れ、すなわち構造物32の水平振動を、
これによって引張される引張材34a,34bを介して
ダンパ33に伝達して構造物32の振動を減衰するよう
に構成されている。
The latter shown in FIG. 5 relates to Japanese Patent Application No. 7-177307 filed earlier by the applicant of the present application.
Between a structure 32 such as a high-rise / super-high-rise building or a warehouse rack constructed on 1 and a damper 33 fixedly provided on the ground 31, as a vibration transmitting material, only tensile force is transmitted and compressive force is transmitted. Tensile members 34a, 3 such as cables that do not transmit
4b is stretched, and horizontal shaking generated in the structure 32 due to an earthquake or wind, that is, horizontal vibration of the structure 32,
This is configured to be transmitted to the damper 33 via the tension members 34a and 34b that are pulled, and to damp the vibration of the structure 32.

【0027】本例でも、1次モードの振動において振動
変位が最も顕著に現れる構造物32頂部の左右両端2箇
所それぞれに、一対の引張材34a,34bの一端が連
結されている。そしてこれら一対の引張材34a,34
bは、斜め下方に向かってたすき掛け状に交差されて構
造物32基部へと導かれ、構造物32基部の左右両端そ
れぞれに配設した滑車35に掛け回されて、構造物32
基部の中央へと案内されている。
Also in this example, one end of the pair of tension members 34a, 34b is connected to each of two left and right ends of the top of the structure 32 where the vibration displacement is most prominent in the first mode vibration. Then, the pair of tension members 34a, 34a
b is crossed diagonally downward and is guided to the base of the structure 32, and is wound around pulleys 35 arranged at both left and right ends of the base of the structure 32, so that the structure 32
You will be guided to the center of the base.

【0028】他方、構造物32基部には、構造物32と
は別途に地盤31に固定して、油圧シリンダタイプのダ
ンパ33が設けられている。このダンパ33は、そのシ
リンダ33aが地盤31に連結され、ピストンロッド3
3bの進退動作に伴う作動油の流れに圧損を生じさせて
エネルギを吸収する一般的な構造で構成されている。そ
してこのダンパ33と引張材34a,34bとの連結構
成については、地盤31に回転自在に支持された、相当
の外径を有する回転軸38に、これに関して点対称に径
方向外方へ延出させて複数のアーム36が設けられ、こ
れらアーム36の先端それぞれに付加マス37が設けら
れている。そして地盤31に固定された複数のダンパ3
3が、いずれかの付加マス37にそれぞれ連結されてい
る。また回転軸38には、引張材34a,34bが巻き
掛けられている。
On the other hand, at the base of the structure 32, a hydraulic cylinder type damper 33 is provided separately from the structure 32 and fixed to the ground 31. The cylinder 33a of this damper 33 is connected to the ground 31, and the piston rod 3
3b has a general structure that absorbs energy by causing a pressure loss in the flow of hydraulic oil associated with the forward / backward movement of 3b. The damper 33 and the tension members 34a and 34b are connected to a rotary shaft 38, which is rotatably supported by the ground 31, and has a considerable outer diameter. Thus, a plurality of arms 36 are provided, and additional masses 37 are provided at the respective tips of these arms 36. And a plurality of dampers 3 fixed to the ground 31
3 are connected to one of the additional masses 37, respectively. Further, tension members 34a and 34b are wound around the rotary shaft 38.

【0029】そして、構造物32が水平方向に振動する
と、一方の引張材34aが引張され、これにより回転軸
38が相当の揺動回転角度で回され、これによりアーム
36を介して付加マス37が振り動かされるようになっ
ている。これによりダンパ33のピストンロッド33b
を押し込みまたは引き出してダンパ33の作動油に流れ
を生じさせる。この際、他方の引張材34bは、回転軸
38回りに巻きとられて構造物32頂部との間で引張さ
れることとなる。このような作用が、構造物32の振動
に応じて交互にこれら一対の引張材34a,34bに生
じ、その引張力によって回転軸38を介して付加マス3
7を往復方向に振り動かし、かつダンパ33を作動させ
て、構造物32の振動を減衰させるようになっている。
When the structure 32 vibrates in the horizontal direction, one of the tension members 34a is pulled, whereby the rotating shaft 38 is rotated at a considerable swinging rotation angle, whereby the additional mass 37 is passed through the arm 36. Is being shaken. Accordingly, the piston rod 33b of the damper 33
Is pushed in or pulled out to cause a flow in the hydraulic oil of the damper 33. At this time, the other tension member 34b is wound around the rotary shaft 38 and pulled between the top of the structure 32 and the top. Such an action is alternately generated in the pair of tension members 34a and 34b according to the vibration of the structure 32, and the tensile force of the tension members 34a and 34b causes the additional mass 3 to pass through the rotary shaft 38.
The vibration of the structure 32 is damped by swinging 7 in the reciprocating direction and operating the damper 33.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】上述したセミ・アクティブタイプ
のTMD法、連結制振法、ケーブル制振法などの周期調
整型若しくは同調型の制振手法では、制振装置から制振
対象に加えられている力は独自に、ロードセル等の荷重
センサで直接的に、また制振装置の付加マスなどの質量
を既知としてこれに対し変位センサ、速度センサ、加速
度センサなどで検出される加速度等を見込むことで間接
的に、さらにはその他の検出手段で検出して観測するこ
とが可能である。また、地震入力やそれに対する制振対
象の応答も、制振装置に用いられるのと同様な各種検出
手段で検出して観測することができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the above-described semi-active type TMD method, coupled damping method, cable damping method, or other periodic adjustment type or tuned type damping method, a damping device is added to a damping target. The force generated by the load sensor, such as a load cell, is directly estimated, and the acceleration detected by a displacement sensor, a speed sensor, an acceleration sensor, etc. is estimated by assuming that the mass of the additional mass of the vibration damping device is known. Therefore, it is possible to indirectly and further detect and observe with other detecting means. Further, the seismic input and the response of the vibration control target thereto can be detected and observed by various detection means similar to those used in the vibration control device.

【0031】ここに本発明者は、地震などが入力されて
振動を開始しそれが終息していく経緯の中で制振対象の
弾性性能や減衰性能が時々刻々と変化していくことに着
目し、制振対象や制振装置の振動状態を検出手段で検出
して、この変化していく制振対象の弾性係数や減衰係数
の値、ひいては固有振動特性をこの検出値から同定し、
これにより制振装置を構成するバネの弾性係数、ダンパ
の減衰係数および付加マス等の質量による慣性効果を、
初期における固有振動特性の調整におけるセッティング
と同様にして、制振に最適な値にリアルタイムで調整で
きるようにすることを企図し、かつこの際の制振対象の
弾性係数や減衰係数の同定は、2以上の振動方程式から
なる多元連立法方程式をコンピュータ等の演算手段によ
って瞬時に解析することにより行うことができ、これに
より上記の制振装置の固有振動特性の調整をリアルタイ
ムで行うことを可能として、制振対象の振動特性変化に
追従させて上記のような周期調整型若しくは同調型のセ
ミ・アクティブタイプの制振装置に十分な制振効果を発
揮させることができることを見い出すに到ったものであ
る。
The inventor of the present invention pays attention to the fact that the elastic performance and damping performance of the object of vibration control change moment by moment in the process of starting and ending vibration after an earthquake or the like is input. Then, the vibration state of the vibration suppression target or the vibration suppression device is detected by the detection means, and the value of the elastic coefficient or the damping coefficient of the changing vibration suppression target, and thus the natural vibration characteristic is identified from the detected value,
As a result, the elastic effect of the spring that constitutes the damping device, the damping coefficient of the damper, and the inertial effect due to the mass of the additional mass,
Similar to the setting in the adjustment of the natural vibration characteristics in the initial stage, it is intended to be able to adjust in real time to the optimum value for damping, and the identification of the elastic coefficient and damping coefficient of the damping target at this time is performed. This can be performed by instantaneously analyzing a multi-dimensional simultaneous equation consisting of two or more vibration equations by a computing means such as a computer, which makes it possible to adjust the natural vibration characteristics of the above-described vibration damping device in real time. It has been found that it is possible to exhibit sufficient vibration damping effect in the above-mentioned period adjustment type or tuning type semi-active type vibration damping device by following the change in the vibration characteristics of the vibration damping target. Is.

【0032】制振対象の弾性係数や減衰係数などを同定
するこの方法の基本的な考え方を、制振対象50を1質
点系として取り扱った場合を例示して上記図6を参照し
つつ説明すると、その場合の振動方程式は以下の通りで
ある。なお、60は制振装置である。
The basic idea of this method for identifying the elastic coefficient and damping coefficient of the object to be damped will be explained with reference to FIG. 6 above by exemplifying the case where the object to be damped 50 is treated as a single mass system. , The vibration equation in that case is as follows. Reference numeral 60 is a vibration damping device.

【0033】[0033]

【数1】 ここで、mは制振対象の質量、cは制振対象の減衰係
数、kは制振対象の弾性係数、Fは制振装置から制振対
象に入力された制振力である。
[Equation 1] Here, m is the mass of the damping target, c is the damping coefficient of the damping target, k is the elastic coefficient of the damping target, and F is the damping force input to the damping target from the damping device.

【0034】この式(1)で、力の項を右辺に整理する
と、式(2)のように書き換えることができる。
In this equation (1), if the force term is arranged on the right side, it can be rewritten as the equation (2).

【0035】[0035]

【数2】 今、制振対象の質量mについては、一般的にいって一定
と仮定することができ、他方、制振対象の弾性係数kお
よび減衰係数cについては時々刻々と変化し得るので、
未知数として取り扱うことが妥当である。もっとも、制
振対象の質量mも未知数としてよい。制振対象の弾性係
数kおよび減衰係数cを未知数とした場合には、未知数
が2個存在することから、当然のことながら、少なくと
も2つの振動方程式を上記式(1)若しくは式(2)か
ら作成して、これらの多元連立方程式を解くことで、こ
れら2つの未知数k,cについての解を求めることがで
き、これにより刻々と変化している制振対象の振動特性
を同定することができる。
[Equation 2] Now, it can be generally assumed that the mass m of the vibration suppression object is constant, while the elastic coefficient k and the damping coefficient c of the vibration suppression object can change from moment to moment.
It is appropriate to treat it as an unknown number. However, the mass m of the vibration suppression target may be an unknown number. When the elastic coefficient k and the damping coefficient c of the vibration suppression target are unknowns, there are two unknowns, so at least two vibration equations are naturally obtained from the above equation (1) or equation (2). By creating and solving these multi-dimensional simultaneous equations, it is possible to obtain a solution for these two unknowns k and c, and by this, it is possible to identify the vibration characteristics of the vibration suppression target that are changing every moment. .

【0036】連立方程式の作成については、振動状態に
ある制振対象のある一瞬の時刻tkにおける振動方程式
と、その直前にサンプリングした時刻tk-1 における振
動方程式を利用することができる。これを下式に示す。
For the simultaneous equations, it is possible to use the vibration equation at a moment t k where there is a vibration suppression target in the vibration state and the vibration equation at the time t k−1 sampled immediately before that. This is shown in the following equation.

【0037】[0037]

【数3】 ここで、制振対象の質量mは初期値として既知であり、
かつ一定と仮定している。そしてこれら時刻tk-1 ,t
k との間では、制振対象の弾性係数kおよび減衰係数c
は変化しないと仮定することで、式(2a)よりこれら
未知数である弾性係数kと減衰係数cとを一義的に決定
することができる。この仮定は、サンプリングの時間幅
を極力小さくすることで、問題なく成立させることがで
きる。仮に、このサンプリングの時間幅の間でこれら弾
性係数kおよび減衰係数cが変化した場合の連立方程式
の解は、時刻tk-1 における値と、時刻tk における値
との平均値として得られることになる。理論的には、こ
のような手法で制振対象の弾性係数kと減衰係数cとを
時々刻々と得て、これらの解により制振対象の振動特性
を同定し、これを制振装置の固有振動特性の調整に反映
させることができる。現実的には、観測におけるノイズ
の影響を除去できるように、3回以上のサンプリングを
行い、3式以上の振動方程式を得て、最小自乗法などの
統計的手法でこれら弾性係数kや減衰係数cを求めるこ
とが好ましい。サンプリングの時間幅としては、例えば
1/100秒〜10/100秒程度が妥当であると考え
られる。
(Equation 3) Here, the mass m of the vibration suppression target is known as an initial value,
And it is assumed to be constant. And at these times t k-1 , t
Between k and k , the elastic coefficient k and the damping coefficient c of the damping target are
By assuming that does not change, it is possible to uniquely determine the elastic coefficient k and the damping coefficient c, which are unknowns, from the equation (2a). This assumption can be satisfied without any problem by making the sampling time width as small as possible. If the elastic coefficient k and the damping coefficient c change during the sampling time width, the solution of the simultaneous equations is obtained as an average value of the value at the time t k-1 and the value at the time t k . It will be. Theoretically, the elastic coefficient k and the damping coefficient c of the vibration damping target are obtained every moment by such a method, and the vibration characteristic of the vibration damping target is identified by these solutions, and this is identified by the characteristic of the vibration damping device. It can be reflected in the adjustment of vibration characteristics. In reality, in order to eliminate the influence of noise in observation, sampling is performed three times or more, three or more equations of vibration are obtained, and the elastic coefficient k and the damping coefficient are calculated by a statistical method such as the least square method. It is preferable to obtain c. As a sampling time width, for example, about 1/100 second to 10/100 second is considered to be appropriate.

【0038】上記式(1)、(2)、(2a)中の未知
数である制振対象の弾性係数kおよび減衰係数c以外の
数値は、すべて測定可能である。変位、速度、加速度に
ついては、一般的なセンサで検出することができる。ま
た、制振力Fに関しては、例えば図2のTMD法の制振
装置では、付加マス5の質量が既知であることから、そ
の変位、速度若しくは加速度をセンサで検出することで
求めることができる。図5のケーブル制振法でも付加マ
ス37の質量は既知であるから、ケーブル34a,34
bの移動変位や移動速度、移動加速度や、アーム36の
回転角度、回転角速度若しくは回転角加速度をセンサで
検出したり、ケーブル34a,34bと構造物32との
接続箇所などでケーブル34a,34bに作用している
引張力をロードセルなどで測定することで直接的に検出
することもできる。さらに詳細に説明すると、制振装置
の制振力Fについては、図2のTMD法を例にとって示
すと、
Numerical values other than the unknown elastic coefficient k and damping coefficient c in the above equations (1), (2), and (2a) can be measured. The displacement, velocity and acceleration can be detected by a general sensor. Further, the damping force F can be obtained by detecting the displacement, velocity or acceleration of the additional mass 5 with a sensor, for example, in the damping device of the TMD method of FIG. 2, since the mass of the additional mass 5 is known. . Since the mass of the additional mass 37 is known even in the cable damping method of FIG. 5, the cables 34a, 34
A sensor detects movement displacement, movement speed, movement acceleration of b, rotation angle, rotation angular velocity or rotation angular acceleration of the arm 36, and connects the cables 34a, 34b to the structure 32 at the cables 34a, 34b. It is also possible to directly detect the acting tensile force by measuring it with a load cell or the like. More specifically, the damping force F of the damping device will be described by taking the TMD method of FIG. 2 as an example.

【数4】 となり、当該式(3)または(3a)を用いて制振力F
を算定できる。
(Equation 4) And the damping force F is calculated by using the equation (3) or (3a).
Can be calculated.

【0039】また因みに図5のケーブル制振法であれば
この式は、
By the way, if the cable damping method of FIG.

【数5】 と表現される。(Equation 5) Is expressed as

【0040】上記式(3)、(3a)、(3b)におい
て、m0 は制振装置の付加マスの質量、k0 は制振装置
の弾性係数、c0 は制振装置の減衰係数であり、これら
は既知である。またΦは、ケーブル制振法の場合のケー
ブル34a,34bの水平面に対する傾斜角である。
In the above equations (3), (3a) and (3b), m 0 is the mass of the additional mass of the vibration damping device, k 0 is the elastic coefficient of the vibration damping device, and c 0 is the damping coefficient of the vibration damping device. Yes, these are known. Further, Φ is an inclination angle of the cables 34a and 34b with respect to the horizontal plane in the case of the cable damping method.

【0041】そしてこの方法を利用することで、変化し
ていく制振対象の弾性係数kや減衰係数cの値、すなわ
ち制振対象の振動特性を同定することができ、制振装置
を構成するバネの弾性係数k0 やダンパの減衰係数
0 、質量m0 による慣性効果をリアルタイムで制振に
最適な値に調整して制振装置の固有振動特性の調整を行
うことが可能となり、これにより最適な制振効果を得る
ことができる。
By using this method, it is possible to identify the values of the elastic coefficient k and the damping coefficient c of the changing vibration damping object, that is, the vibration characteristics of the vibration damping object, and to configure the vibration damping device. It is possible to adjust the natural vibration characteristics of the vibration damping device by adjusting the elastic effect k 0 of the spring, the damping coefficient c 0 of the damper, and the inertial effect due to the mass m 0 to a value optimum for damping in real time. Thus, the optimum vibration damping effect can be obtained.

【0042】制振装置におけるこれらダンパ等の構成要
素の調整の仕方の例を挙げれば、例えば油圧式のダンパ
であれば作動油の流通抵抗を変化させたり、付加マスに
ついては図5のケーブル制振法であれば、付加マス37
の回転半径を変化させるなどの様々な方法がある。
To give an example of how to adjust the components such as the damper in the vibration damping device, for example, in the case of a hydraulic damper, the flow resistance of the hydraulic oil may be changed, and for the additional mass, the cable control shown in FIG. If the swing method, additional mass 37
There are various methods such as changing the radius of gyration.

【0043】上述の例では、制振対象の減衰係数cと弾
性係数kの2つを未知数としたが、制振対象の質量mが
変化することも考慮して、これをも未知数として取り扱
う場合には、未知数3つの多元連立方程式が用いられ
る。
In the above example, the damping coefficient c and the elastic coefficient k of the vibration suppression target are two unknowns. However, in consideration of the change of the mass m of the vibration suppression target, this is also treated as an unknown number. For this, a multidimensional simultaneous equation with three unknowns is used.

【0044】以上説明してきたように、固有振動特性を
調整することによって制振効果を発揮する周期調整型若
しくは同調型のセミ・アクティブタイプの制振装置であ
って、制振対象の既知のデータに対応させて初期セッテ
ィングされ、このために制振対象の振動特性が変化して
しまった際には十分な制振性能を発揮させることが難し
い制振装置に対して、制振対象および制振装置からなる
振動系の振動方程式における制振対象の少なくとも弾性
係数および減衰係数を未知数として、かつ振動系の振動
状態をリアルタイムで複数回検出手段で検出して、2以
上の振動方程式からなる多元連立方程式を作成し、この
多元連立方程式の未知数の解を求めて制振対象の振動特
性を同定する本方法を適用することで、刻々と変化して
いく制振対象の弾性係数kや減衰係数cの値を検出手段
による検出値から同定することができる。これによって
制振装置の固有振動特性を、振動発生から終息に到るま
での間でリアルタイムで最適に調整することが可能とな
る。この際の制振対象の弾性係数kや減衰係数cの同定
は、振動方程式に基づく多元連立法方程式からコンピュ
ータ等の演算手段によって瞬時に行うことができる。こ
れにより上記の制振装置の固有振動特性を、制振対象の
振動特性変化に追従させることが可能となり、制振対象
の弾性係数や減衰係数が変化してしまうような大地震時
などにあっても、当該制振装置に有効な制振効果を発揮
させることができる。
As described above, the period adjustment type or tuned type semi-active type vibration damping device that exerts the vibration damping effect by adjusting the natural vibration characteristic, and the known data to be damped is known. The initial setting is made in response to the above, and when the vibration characteristics of the vibration suppression target change, it is difficult to achieve sufficient vibration suppression performance for the vibration suppression device and the vibration suppression device. At least the elastic coefficient and damping coefficient of the object to be damped in the vibration equation of the vibration system including the device are unknowns, and the vibration state of the vibration system is detected by the detection means a plurality of times in real time, and a multi-dimensional simultaneous equation including two or more vibration equations is detected. By applying this method, which creates an equation and identifies the vibration characteristics of the vibration suppression target by obtaining the unknown solution of this multi-dimensional simultaneous equation, the vibration of the vibration suppression target that changes moment by moment Can be identified value of the coefficient k and the damping coefficient c from the detection value by the detecting means. As a result, the natural vibration characteristic of the vibration damping device can be optimally adjusted in real time from the time when the vibration is generated until the vibration is terminated. At this time, the elastic coefficient k and the damping coefficient c of the vibration suppression target can be identified instantaneously by a computing means such as a computer from a multi-dimensional simultaneous equation based on the vibration equation. This makes it possible to make the natural vibration characteristics of the above-mentioned vibration damping device follow the changes in the vibration characteristics of the vibration suppression target, such as during a large earthquake when the elastic coefficient or damping coefficient of the vibration suppression target changes. However, it is possible to exert an effective vibration damping effect on the vibration damping device.

【0045】次に、制振対象50をより現実的かつ実際
的に多質点系として取り扱う場合について、図7を参照
して説明する。n個の質量でモデル化した多質点系の場
合には、振動モードが1次モードからn次モードまで複
数存在するので、数学的取扱いとしては、モード座標系
を利用し、このモード座標系上で上記の振動方程式を作
成するのが簡便である。またここでは、制振対象の質量
i ,i=1〜n、弾性係数ki ,i=1〜n、減衰係
数ci ,i=1〜nが未知数とされる。なお、60は制
振装置である。
Next, a case in which the vibration suppression target 50 is treated more realistically and practically as a multi-mass system will be described with reference to FIG. In the case of a multi-mass system modeled by n masses, there are multiple vibration modes from the first-order mode to the n-th order mode. Therefore, as a mathematical treatment, the modal coordinate system is used. It is easy to create the above vibration equation with. Further, here, the masses m i , i = 1 to n of the vibration suppression target, the elastic coefficients k i , i = 1 to n, and the damping coefficients c i , i = 1 to n are set as unknowns. Reference numeral 60 is a vibration damping device.

【0046】多質点系の振動方程式は、下式によって表
される。
The vibration equation of the multi-mass system is expressed by the following equation.

【0047】[0047]

【数6】 ここで、[m]=Diag (mi )i=1〜nで、iは質
点の数とそれらの位置を表す。同様にして、[c]=D
iag (ci )i=1〜n、[k]=Diag (ki )i=
1〜nである。また、{m}は各質点i=1〜nの質
量、{F}は各質点i=1〜nの位置に入力される制振
力である。さらに、x,yは上記と同様であって、物理
座標系での物理量である。
(Equation 6) Here, [m] = D iag (m i ) i = 1 to n, and i represents the number of mass points and their positions. Similarly, [c] = D
iag (c i ) i = 1 to n, [k] = D iag (k i ) i =
1 to n. Further, {m} is the mass at each mass point i = 1 to n, and {F} is the damping force input at the position at each mass point i = 1 to n. Further, x and y are the same as above and are physical quantities in the physical coordinate system.

【0048】この式(4)をモード座標系に変換するた
めに、次式を用いる。
The following equation is used to convert this equation (4) into a modal coordinate system.

【0049】[0049]

【数7】 [U]は図8に示したような1次モードからn次モード
までの振動モードを表すマトリックスで、式(5)によ
れば、多質点系にモデル化した制振対象の各質点位置i
の水平方向応答変位xi が、1次〜n次までの複数の振
動モードによる水平方向応答変位qj の重ね合わせであ
ることが簡便に示されることになる。ここで、jは振動
モードの次数を表す。[U]はモードベクトルと称さ
れ、物理量とモード量とを結び付ける関数であり、直交
性のあるマトリックスである。また、qj はモード座標
系上での1次〜n次までの各振動モードにおける水平方
向応答変位を示すモード量である。
(Equation 7) [U] is a matrix representing the vibration modes from the first-order mode to the n-th order mode as shown in FIG. 8, and according to the equation (5), each mass point position i of the vibration suppression target modeled in the multi-mass system is expressed.
It will be simply shown that the horizontal response displacement x i of the above is a superposition of the horizontal response displacement q j due to a plurality of vibration modes from the 1st to the nth order. Here, j represents the order of the vibration mode. [U] is called a mode vector, is a function that connects a physical quantity and a mode quantity, and is a matrix having orthogonality. Further, q j is a mode quantity indicating a horizontal direction response displacement in each vibration mode from the 1st to the nth order on the mode coordinate system.

【0050】この式(5)を式(4)に適用すると、以
下のようになる。
When this equation (5) is applied to the equation (4), it becomes as follows.

【0051】[0051]

【数8】 さらにこのモード座標系におけるマトリックスを直交化
するために、モードベクトル[U]の転置マトリックス
[U]T を左側から掛ける。これにより、次式が得られ
る。
(Equation 8) Further, in order to orthogonalize the matrix in this mode coordinate system, the transposed matrix [U] T of the mode vector [U] is multiplied from the left side. As a result, the following equation is obtained.

【0052】[0052]

【数9】 この式(6)の左辺第1項における[U]T [m]
[U]および第3項における[U]T [k][U]は、
固有モードの直交性によって、対角マトリックスとなっ
ている。また、第2項についても、質量mi および弾性
係数ki の直交性から減衰係数ci も直交性があるとい
い得る場合が多く、特にレーレー型減衰の場合などに
は、対角マトリックスとなる。しかしながら、一般には
第2項は対角マトリックスではなくしたがって解析は複
雑になるけれども、解を求めることはできる。
[Equation 9] [U] T [m] in the first term on the left side of the equation (6)
[U] and [U] T [k] [U] in the third term are
Due to the orthogonality of the eigenmodes, it is a diagonal matrix. Also, with respect to the second term, it can often be said that the damping coefficient c i is also orthogonal because of the orthogonality of the mass m i and the elastic coefficient k i . In particular, in the case of Rayleigh type damping, a diagonal matrix is used. Become. However, although the second term is generally not a diagonal matrix and thus the analysis is complicated, a solution can be found.

【0053】式(6)の第1項〜第3項までがすべて対
角マトリックスであると、次式のように書き表すことが
できる。
If all the first to third terms of equation (6) are diagonal matrices, they can be written as the following equation.

【0054】[0054]

【数10】 ここで、[M]=Diag (Mj j=1,n 、 [K]=D
iag (Kj j=1,n 、[C]=Diag (Cj j=1,n
である。
(Equation 10) Here, [M] = D iag (M j ) j = 1, n , [K] = D
iag (K j ) j = 1, n , [C] = D iag (C j ) j = 1, n ,
It is.

【0055】この式(7)に関して、例えばTMD法な
どによる制振を考えてみると、この制振手法は、制振の
対象となる振動モードが限定されたものであるので、式
(7)から制振すべき対象となる振動モードだけを抽出
し、また、当該制振装置を設置する質点位置をi番目と
する(例えば、構造物のi階とする)と、次式の力の釣
り合いを検討すればよいことになる。換言すれば、どの
振動モードをターゲットとして制振するかが任意に唯一
選択される場合には、制振すべき質点位置を考慮して、
特定の振動モードのみを選択するのがよい。
Considering, for example, the damping by the TMD method or the like with respect to the equation (7), this damping method limits the vibration mode to be damped, and therefore the equation (7) If only the vibration mode to be damped is extracted from, and the mass position where the vibration damping device is installed is set to the i-th position (for example, the i-th floor of the structure), the force balance of the following equation Should be considered. In other words, when only one vibration mode is selected as the target vibration control, the mass point position to be controlled is considered,
It is better to select only specific vibration modes.

【0056】[0056]

【数11】 すなわち、式(8)では、モード座標系に変換した状態
において、制振対象のj次の振動モードを抽出してお
り、ここで左辺の第1項は制振対象の質量Mj (モード
質量)に、制振対象の水平方向応答加速度を掛け、また
第2項は制振対象の減衰係数Cj (モード減衰係数)
に、制振対象の水平方向応答速度を掛け、さらに第3項
は制振対象の弾性係数Kj (モード弾性係数)に、制振
対象の水平方向応答変位を掛け、さらにこれらを加え合
わせて、制振対象のj次の振動モードにおける振動状態
を左辺に表している。他方、右辺の第1項は、多質点系
を構成するn個の質点であって、各々mi という質量を
有するものがj次の振動モードで振動する状態が、モー
ド座標系への変換に用いたモードベクトル[U]を用い
たことでUi,j i の総和として表され、これに地動加
速度を掛けることにより、地震入力を表している。また
右辺の第2項は、i番目の質点位置に設けた制振装置か
らの制振力がj次の振動モードに対応して入力される状
態が、モードベクトル[U]を用いたことでUi,j i
として表されている。
[Equation 11] That is, in the equation (8), the j-th vibration mode of the vibration suppression target is extracted in the state converted to the mode coordinate system, where the first term on the left side is the mass M j of the vibration suppression target (mode mass). ) Is multiplied by the horizontal response acceleration of the damping target, and the second term is the damping coefficient C j (modal damping coefficient) of the damping target.
Is multiplied by the horizontal response speed of the object to be damped, and the third term is that the elastic coefficient K j (modal elastic coefficient) of the object to be dampened is multiplied by the horizontal response displacement of the object to be dampened, and these are added together. , The vibration state in the j-th vibration mode to be damped is shown on the left side. On the other hand, the first term on the right side is the number of n mass points that make up the multi-mass system, and the state where each mass with mass m i vibrates in the jth vibration mode is converted into the modal coordinate system. It is expressed as the sum of U i, j m i by using the used mode vector [U], and by multiplying this by the ground motion acceleration, the earthquake input is expressed. The second term on the right side is that the state in which the damping force from the damping device provided at the i-th mass point position is input corresponding to the j-th vibration mode uses the mode vector [U]. U i, j F i
It is represented as

【0057】ここで、式(8)を見ると、モード量と物
理量とが混在した形となっている。これを整理するた
め、式(5)のモードベクトル[U]に関して、制振装
置を設置したi番目の質点位置([U]の第i行)を
1.0に基準化したマトリックスとし、かつi番目にお
けるj次の振動モードのみを取り出すこととする。すな
わちこの場合、式(5)は次の式(9)で示される。
Here, looking at the equation (8), the mode quantity and the physical quantity are mixed. In order to sort this out, with respect to the mode vector [U] of the equation (5), the i-th mass point position (i-th row of [U]) where the vibration damping device is installed is standardized to 1.0, and Only the j-th vibration mode at the i-th position is extracted. That is, in this case, the equation (5) is represented by the following equation (9).

【0058】[0058]

【数12】 式(9)によれば、モードベクトル[U]として、制振
装置を設置したi番目の質点位置を意味する第i行を
1.0に基準化したマトリックスを用いることで、制振
対象のi番目の質点位置で測定した物理座標系での実際
の応答xi は、1次〜n次までの振動モードのモード応
答qj が重ね合わされたのもであることが理解され、こ
れは上述したとおりである。また、モードベクトル
[U]は上述したように直交性を有するので、このマト
リックスにどのような数値をかけても良く、そこで式を
簡単化できるように第i行を1.0として取り扱うのが
よい。
(Equation 12) According to the equation (9), by using, as the mode vector [U], the matrix in which the i-th row, which means the i-th mass point position where the vibration damping device is installed, is normalized to 1.0, It is understood that the actual response x i in the physical coordinate system measured at the i-th mass point position is the superposition of the modal responses q j of the vibration modes from the 1st to the nth order, which is as described above. Is. Further, since the mode vector [U] has orthogonality as described above, it is possible to multiply this matrix by any numerical value, and the i-th row is treated as 1.0 so that the formula can be simplified there. Good.

【0059】この式(9)を式(8)に適用することに
より、制振装置の制振力Fi は、基礎としている物理座
標系の値と一致する。このとき、式(8)におけるモー
ド質量Mj 、モード減衰係数Cj 、モード弾性係数Kj
は、物理座標系における制振装置からの制振力および地
震入力と釣り合っている。その意味でこれらの値Mj
j ,Kj は、j次の振動モードの有効質量、有効減衰
係数、有効弾性係数となっているといえる。
By applying the equation (9) to the equation (8), the damping force F i of the vibration damping device coincides with the value of the physical coordinate system as the basis. At this time, the modal mass M j , the modal damping coefficient C j , and the modal elastic coefficient K j in the equation (8).
Is in balance with the damping force and seismic input from the damping device in the physical coordinate system. In that sense, these values M j ,
It can be said that C j and K j are the effective mass, the effective damping coefficient, and the effective elastic coefficient of the jth vibration mode.

【0060】ここで、制振すべき振動モードが例えばj
次の振動モードであるといった場合に、式(8)の内容
を波形で観察すると1次〜n次までのすべての振動モー
ドが含まれていて煩雑であるが、周波数でこれを解析す
れば、特定の振動モードのピークを見い出すことがで
き、これを分けて取り扱うことができる。そこで、ここ
において、バンドパスフィルタをかければ、求めるj次
の振動モードの応答成分を多くした形でフィルタを通過
させて取り出すことができる。これにより、j次の振動
モードに関して、(8)式の左辺の物理座標系と、右辺
のモード座標系とが一致したものとなる。このことを前
提として、(8)式を書き換えたものが、次の式(1
0)である。
Here, the vibration mode to be damped is, for example, j
In the case of the next vibration mode, when observing the content of the equation (8) with a waveform, it is complicated because all the vibration modes from the 1st to the nth order are included, but if this is analyzed by the frequency, The peak of a particular vibration mode can be found and can be treated separately. Therefore, if a band-pass filter is applied here, it is possible to take out by passing through the filter in the form of increasing the response component of the j-th order vibration mode to be obtained. As a result, regarding the j-th order vibration mode, the physical coordinate system on the left side of the equation (8) and the mode coordinate system on the right side coincide with each other. On the assumption that this is the case, the rewritten expression (8) is converted into the following expression (1
0).

【0061】[0061]

【数13】 ここで、添字のfjは、バンドパスフィルタをかけてj次
の固有振動周波数(ピーク周波数)帯域を通した結果で
あることを示している。このように、制振対象のj次の
振動モードのピークが現れる固有振動周波数帯域を通過
させるバンドパスフィルタを用いて、検出手段が検出し
た物理応答xi から、制振対象のj次の振動モードの応
答を抽出する。上記のバンドパスフィルタでは、検出す
べき質点位置の応答のみを検出すればよいから、センサ
は検出すべき質点の数、すなわち1つの質点であれば1
つでよく、また信頼性を増すために複数箇所の観測値を
用いることとしても、経済的である。この場合、式
(8)の右辺の力の項は本来そのままでもよいが、フィ
ルタを用いると位相が回ることとなるので、右辺の力の
項の観測成分に対しても同様にバンドパスフィルタを通
すこととしている。ここで、式(1)と式(10)とを
比較することで判るように、多質点系の場合の式(1
0)では
(Equation 13) Here, the subscript fj indicates that the result is obtained by passing the jth-order natural vibration frequency (peak frequency) band through a bandpass filter. As described above, using the band-pass filter that passes the natural vibration frequency band in which the peak of the vibration mode of the j-th vibration mode of the vibration suppression target is passed, the vibration of the j-th vibration vibration target of the vibration suppression target is obtained from the physical response x i detected by the detection means. Extract mode response. With the bandpass filter described above, only the response of the mass point position to be detected needs to be detected, so the sensor counts the number of mass points to be detected, that is, 1 if there is one mass point.
It is economical, and it is economical to use observations at multiple points to increase reliability. In this case, the force term on the right-hand side of equation (8) may be left as it is, but if a filter is used, the phase will rotate, so a bandpass filter is similarly applied to the observed component of the force term on the right-hand side. I am going to pass. Here, as can be seen by comparing the equations (1) and (10), the equation (1
0)

【数14】 とは一致しないので、未知数は3個から4個となってい
る。そして式(10)で、時系列に少なくとも4回サン
プリングした
[Equation 14] Since there is no match with, the number of unknowns is 3 to 4. Then, in Equation (10), at least four times are sampled in time series.

【数15】 の検出値を用いて連立方程式を解くことで、刻々の(Equation 15) By solving the simultaneous equations using the detected values of

【数16】 を求めることができる。(Equation 16) Can be requested.

【0062】この結果により一質点系の場合と同様に、
固有振動特性を調整することによって制振効果を発揮す
る周期調整型若しくは同調型のセミ・アクティブタイプ
の制振装置の固有振動特性を、振動発生から終息に到る
までの間でリアルタイムで最適に調整することが可能と
なる。これにより上記の制振装置の固有振動特性を、制
振対象の振動特性変化に追従させることが可能となり、
制振対象の弾性係数や減衰係数が変化してしまうような
大地震時などにあっても、当該制振装置に有効な制振効
果を発揮させることができる。
From this result, as in the case of the one mass system,
Optimizing the natural vibration characteristics of a period adjustment type or tuning type semi-active type vibration damping device that exerts a vibration damping effect by adjusting the natural vibration characteristics in real time from the occurrence of vibration to the end It becomes possible to adjust. This makes it possible for the natural vibration characteristics of the vibration damping device described above to follow changes in the vibration characteristics of the vibration damping target,
Even in the event of a large earthquake in which the elastic coefficient or damping coefficient of the damping target changes, the damping device can exert an effective damping effect.

【0063】特に多質点系の場合において多元連立方程
式を作成する際には、複数時刻における2以上の振動方
程式の力のつりあい状態からなる多元連立方程式を作成
することが好ましい。
Particularly in the case of creating a multi-element simultaneous equation in the case of a multi-mass system, it is preferable to create a multi-element simultaneous equation consisting of the balance of forces of two or more vibration equations at a plurality of times.

【0064】本方法において、厳密解を得ることについ
てさらに説明する。例えばj次の振動モードについて厳
密解を得るにあたっては、制振対象の全質点の応答を観
測し、式(8)におけるモード応答qj に関して、
Obtaining an exact solution in this method will be further described. For example, in obtaining an exact solution for the jth-order vibration mode, the responses of all mass points to be damped are observed, and the modal response q j in equation (8) is

【数17】 の関係から、[Equation 17] From the relationship,

【数18】 として解を求める。(Equation 18) Ask for the solution.

【0065】ここで、[Gi,j ]=[Ui,j -1であっ
て、ここに[Ui,j -1は式(5)のモードベクトル
[U]の逆マトリックスである。
Here, [G i, j ] = [U i, j ] −1 , where [U i, j ] −1 is the inverse matrix of the mode vector [U] in equation (5). is there.

【0066】この式は、モード座標系のモード応答qj
を物理座標系の応答xi で表したものであり、この際こ
のモード応答qj を得るには各質点位置でのすべての物
理応答xi を用いる。このため、この方法では、多質点
系のすべての質点位置における応答を観測する必要があ
り、したがって全質点位置にセンサを設置することにな
る。このことは、解析精度を高くすることができるとい
う利点がある反面、上記のバンドパスフィルタでは制振
力を入力する質点位置の応答のみを観測すればよいか
ら、センサは観測すべき質点の数、すなわち1つの質点
であれば1つでよく経済的であることと比較して、本方
法は不経済ともいえる。
This equation gives the modal response q j of the modal coordinate system.
Is represented by the response x i of the physical coordinate system. At this time, all the physical responses x i at each mass point position are used to obtain the mode response q j . Therefore, in this method, it is necessary to observe the response at all mass point positions in the multi-mass system, and therefore, the sensors are installed at all mass point positions. This has the advantage that the accuracy of analysis can be increased, but the above-mentioned bandpass filter only needs to observe the response of the mass point position where the damping force is input, so the sensor can detect the number of mass points to be observed. That is, it can be said that the present method is uneconomical, as compared with the case where one mass point is sufficient and one is economical.

【0067】この方法は、モードフィルタとしては一般
的な手法である。この手法では、先のバンドパスフィル
タを用いる必要はない。例えば、低層の構造物の場合に
は、全階で応答を計測することが容易であるので、モー
ドフィルタを用いて上記の厳密解を得ることができる。
しかしながら、観測ノイズの除去の観点からすればさら
に、制振対象のj次の振動モードのピークが現れる固有
振動周波数帯域を通過させることができるバンドパスフ
ィルタを併用することが好ましい。
This method is a general method as a mode filter. This method does not require the use of the previous bandpass filter. For example, in the case of a low-rise structure, since it is easy to measure the response on all floors, the above exact solution can be obtained using a mode filter.
However, from the viewpoint of removing the observation noise, it is preferable to additionally use a bandpass filter that can pass the natural vibration frequency band in which the peak of the jth vibration mode of the vibration suppression target appears.

【0068】他方、高層・超高層の構造物の場合には、
このモードフィルタによってモード座標系においてフィ
ルタをかけ、さらにバンドパスフィルタを併用すること
で、バンドパスフィルタでは除去できない振動数領域で
近接しているモードの影響を除去することができ、その
解の信頼性を高めることができる。
On the other hand, in the case of a high-rise / super-high-rise structure,
By using this mode filter to filter in the mode coordinate system and also using a bandpass filter, it is possible to eliminate the influence of modes that are close together in the frequency region that cannot be eliminated by the bandpass filter, and the solution reliability You can improve your sex.

【0069】ところで以上のように、モードフィルタを
採用する場合には、全質点位置で検出した検出値が必要
であり、高層・超高層の構造物などにおける全階の測定
は、センサの設置などの点、また演算を行うコンピュー
タの能力の問題から、上記のように経済性に見合わない
ことが考えられる。そのような場合には、式(4)の段
階で、予め観測することとした質点位置で代表した低次
元の多質点系モデルを用いることが推奨される。この低
次元化モデル、すなわちリダクション化したモデルをも
とにしてモードベクトル[U]を求め、その逆マトリッ
クスの[Gi,j]から、制振対象のモード応答qj を、
式(13)と同様にして、
By the way, as described above, when the mode filter is adopted, detection values detected at all mass point positions are necessary, and measurement of all floors in high-rise / super-high-rise structures, etc. is performed by installing a sensor, etc. In view of the above, and because of the problem of the computer's ability to perform calculations, it may not be economically feasible as described above. In such a case, it is recommended to use a low-dimensional multi-mass point system model represented by the mass point position to be observed in advance at the stage of Expression (4). A mode vector [U] is obtained based on this reduced model, that is, a reduced model, and the mode response q j of the vibration suppression target is calculated from [G i, j ] of its inverse matrix.
Similar to equation (13),

【数19】 として立式することができる。この方法では、m次に低
次元化するものであるから、検出される高次の振動モー
ドについてはバンドパスフィルタを通して取り除くこと
になる。他方、低次の振動モードで近接する検出値につ
いては、モードフィルタをかけることになる。このよう
に、先のバンドパスフィルタおよびモードフィルタを併
用すると、その振動方程式は、
[Equation 19] Can be set up as In this method, since the dimension is reduced to the m-th order, the detected higher-order vibration mode is removed through the bandpass filter. On the other hand, a mode filter is applied to detection values that come close to each other in the low-order vibration mode. In this way, when the above bandpass filter and mode filter are used together, its vibration equation becomes

【数20】 となる。この方法は、モード応答qj の抽出にあたって
2重のフィルタを用いていることになり、制振すべき振
動モードの次数以外の影響を取り除くのに大きな効果を
発揮し、解の信頼性を極めて高くすることができる。
(Equation 20) Becomes This method uses a double filter to extract the modal response q j , and has a great effect in removing influences other than the order of the vibration mode to be damped, and makes the reliability of the solution extremely high. Can be higher.

【0070】これらの方法により、刻々のBy these methods,

【数21】 を求め、この結果をもとに制振装置の固有振動特性を、
振動発生から終息に到るまでの間でリアルタイムで最適
に調整することが可能となる。これにより上記の制振装
置の固有振動特性を、制振対象の振動特性変化に追従さ
せることが可能となり、制振対象の弾性係数や減衰係数
が変化してしまうような大地震時などにあっても、当該
制振装置に有効な制振効果を発揮させることができる。
(Equation 21) Based on this result, the natural vibration characteristics of the vibration damping device
It is possible to make optimal adjustments in real time from the occurrence of vibration to the end. This makes it possible to make the natural vibration characteristics of the above-mentioned vibration damping device follow the changes in the vibration characteristics of the vibration suppression target, such as during a large earthquake when the elastic coefficient or damping coefficient of the vibration suppression target changes. However, it is possible to exert an effective vibration damping effect on the vibration damping device.

【0071】本方法は、制振対象、例えば建築または土
木構造物の質量、弾性係数、減衰係数が大地震などの影
響によって変化する場合に、このような制振対象を、慣
性効果、減衰係数、弾性係数を変更できるセミ・アクテ
ィブタイプの同調型若しくは振動周期調整型の制振装置
によって制振するに際して、制振対象の振動特性変化に
追従させて当該制振装置の振動特性の調整を行って最適
な制振を行うことができるように、制振対象の質量、減
衰係数、弾性係数を同定することができるようになって
いる。
In the present method, when the vibration control target, for example, the mass, elastic modulus, damping coefficient of a building or civil engineering structure is changed by the influence of a large earthquake, etc. When damping with a semi-active type tuning type or vibration period adjustment type damping device that can change the elastic coefficient, the vibration characteristics of the damping device are adjusted by following the changes in the vibration characteristics of the damping target. It is possible to identify the mass, damping coefficient, and elastic coefficient of the object to be dampened so that optimum vibration damping can be performed.

【0072】すなわち、制振対象の応答、地動、制振装
置の制振力若しくはそれによる制振対象の応答を観測
し、振動方程式の多元連立方程式を最小自乗法などの統
計的手法によって処理して、変化する制振対象の質量、
減衰係数、弾性係数の解を得る。
That is, the response of the object to be damped, the ground motion, the damping force of the vibration damping device or the response of the object to be damped by it is observed, and the multidimensional simultaneous equations of the vibration equation are processed by a statistical method such as the least square method. The changing mass of the damping target,
Obtain solutions of damping coefficient and elastic coefficient.

【0073】フィルタとしては、モードフィルタ、バン
ドパスフィルタのいずれか、若しくは双方を適用する。
As the filter, either a mode filter, a bandpass filter, or both are applied.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の制振
方法によれば、固有振動特性を調整することによって制
振効果を発揮する周期調整型若しくは同調型のセミ・ア
クティブタイプの制振装置であって、制振対象の既知の
データに対応させて初期セッティングされ、このために
制振対象の振動特性が変化してしまった際には十分な制
振性能を発揮させることが難しい制振装置に対して、刻
々と変化していく制振対象の弾性係数や減衰係数の値を
検出手段による検出値から同定することができる。これ
によって制振装置の固有振動特性を、振動発生から終息
に到るまでの間でリアルタイムで最適に調整することが
可能となる。この際の制振対象の弾性係数や減衰係数の
同定は、振動方程式に基づく多元連立法方程式からコン
ピュータ等の演算手段によって瞬時に行うことができ
る。これにより上記の制振装置の固有振動特性を、制振
対象の振動特性変化に追従させることが可能となり、制
振対象の弾性係数や減衰係数が変化してしまうような大
地震時などにあっても、当該制振装置に有効な制振効果
を発揮させることができる。
As described above, according to the vibration damping method of the present invention, a periodic adjustment type or tuning type semi-active type vibration damping that exerts a damping effect by adjusting the natural vibration characteristic. The device is initially set according to the known data of the vibration damping target, and it is difficult to exert sufficient vibration damping performance when the vibration characteristics of the vibration damping target change due to this. With respect to the vibration device, it is possible to identify the values of the elastic coefficient and the damping coefficient of the vibration suppression target, which are changing every moment, from the values detected by the detection means. As a result, the natural vibration characteristic of the vibration damping device can be optimally adjusted in real time from the time when the vibration is generated until the vibration is terminated. At this time, the elastic coefficient and damping coefficient of the object to be damped can be identified instantaneously by a computing means such as a computer from a multi-dimensional simultaneous equation based on the vibration equation. This makes it possible to make the natural vibration characteristics of the above-mentioned vibration damping device follow the changes in the vibration characteristics of the vibration suppression target, such as during a large earthquake when the elastic coefficient or damping coefficient of the vibration suppression target changes. However, it is possible to exert an effective vibration damping effect on the vibration damping device.

【0075】制振対象の未知数としては、必要に応じて
その質量を含ませることができ、これにより制振対象の
質量変化も考慮しなければならない場合であっても、本
方法を適用することができる。
As the unknown number of the vibration suppression target, its mass can be included if necessary, and even if the change in the mass of the vibration suppression target must also be taken into consideration, the present method can be applied. You can

【0076】多元連立方程式の解を求めるにあたって統
計的手法を用いれば、検出に際してのノイズの影響を除
去することができる。
If a statistical method is used in obtaining the solution of the simultaneous equations, it is possible to remove the influence of noise at the time of detection.

【0077】制振対象を質点系にモデル化することで、
解析作業を容易化することができる。
By modeling the vibration control target in the mass system,
The analysis work can be facilitated.

【0078】検出手段による検出値のうち制振すべき振
動モードのピーク周波数近傍の検出値を通過させるバン
ドパスフィルタや、検出手段による検出値のうち制振す
べき振動モードに対応する検出値を通過させるモードフ
ィルタを用いることで、観測ノイズを除去しつつ、解析
に必要な検出値を抽出することができ、解析作業を高精
度化することができる。
Among the detection values detected by the detection means, a bandpass filter for passing the detection values in the vicinity of the peak frequency of the vibration mode to be damped, and the detection values corresponding to the vibration mode to be damped among the detection values of the detection means are set. By using the mode filter that passes the detection noise, the detection value necessary for the analysis can be extracted while removing the observation noise, and the accuracy of the analysis work can be improved.

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

【図1】制振対象の振動特性が変化することを説明する
ための説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining that a vibration characteristic of a vibration suppression target changes.

【図2】TMD法による制振装置を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing a vibration damping device by the TMD method.

【図3】連結制振法による制振装置を示す概略図であ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a vibration damping device according to the coupled vibration damping method.

【図4】ケーブル制振法による制振装置の一例を示す概
略図である。
FIG. 4 is a schematic view showing an example of a vibration damping device by a cable damping method.

【図5】ケーブル制振法による制振装置の他の例を示す
概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing another example of the vibration damping device by the cable vibration damping method.

【図6】一質点系にモデル化した制振対象の制振状態を
示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing a vibration suppression state of a vibration suppression target modeled as a one-mass system.

【図7】多質点系にモデル化した制振対象の制振状態を
示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a damping state of a damping target modeled in a multi-mass system.

【図8】モードベクトル[U]の性質を説明するための
説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a property of a mode vector [U].

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50 制振対象 60 制振装置 50 vibration control target 60 vibration control device

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 セミ・アクティブタイプのTMD法、連
結制振法、ケーブル制振法などの振動周期調整型若しく
は同調型の制振装置で制振対象を制振するに際し、 振動が発生し終息していく経緯において時々刻々と変化
していく上記制振対象の固有振動特性に対応させて上記
制振装置の固有振動特性を調整するのに用いるために、 上記制振対象および上記制振装置からなる振動系の振動
方程式における該制振対象の少なくとも弾性係数および
減衰係数を未知数として、かつ該振動系の振動状態を該
経緯において複数回検出手段で検出して、2以上の振動
方程式からなる多元連立方程式を作成し、 該多元連立方程式の上記未知数の解を求めて上記制振対
象の振動特性を同定することを特徴とする制振方法。
1. When a vibration control object such as a semi-active type TMD method, a joint vibration control method, a cable vibration control method or a vibration control apparatus of a vibration period adjusting type or a tuning type is used to control a vibration target, vibration is generated and the vibration is terminated. In order to adjust the natural vibration characteristics of the vibration damping device in response to the natural vibration characteristics of the vibration damping object that change from moment to moment, the vibration damping target and the vibration damping device are used. In the vibration equation of the vibration system consisting of, at least the elastic coefficient and the damping coefficient of the damping target are unknowns, and the vibration state of the vibration system is detected by the detecting means a plurality of times in the history, and is composed of two or more vibration equations. A vibration damping method characterized in that a multi-dimensional simultaneous equation is created, a solution of the unknown of the multi-dimensional simultaneous equation is obtained, and a vibration characteristic of the vibration suppression target is identified.
【請求項2】 前記制振対象の質量も未知数とすること
を特徴とする請求項1に記載の制振方法。
2. The vibration damping method according to claim 1, wherein the mass of the vibration damping target is also an unknown number.
【請求項3】 前記多元連立方程式を、最小自乗法など
の統計的手法によって解析することを特徴とする請求項
1または2に記載の制振方法。
3. The vibration damping method according to claim 1, wherein the simultaneous equations of multiple elements are analyzed by a statistical method such as a least square method.
【請求項4】 前記制振対象を一質点系若しくは多質点
系のモデルにモデル化することを特徴とする請求項1〜
3のいずれかの項に記載の制振方法。
4. The one-mass system or multi-mass system model of the damping object is modeled.
The damping method according to any one of item 3.
【請求項5】 前記制振対象を多質点系のモデルにモデ
ル化した場合に、発生し得る複数の振動モードの中から
制振すべき振動モードを抽出するために、前記検出手段
による検出値のうち当該制振すべき振動モードのピーク
周波数近傍の検出値を通過させるバンドパスフィルタを
かけ、その結果に対して前記振動方程式を作成すること
を特徴とする請求項4に記載の制振方法。
5. A detection value by the detection means for extracting a vibration mode to be suppressed from a plurality of vibration modes that can occur when the vibration suppression target is modeled as a multi-mass system model. 5. The vibration damping method according to claim 4, wherein a bandpass filter that allows detection values in the vicinity of the peak frequency of the vibration mode to be damped to pass through is applied, and the vibration equation is created for the result. .
【請求項6】 前記制振対象を多質点系のモデルにモデ
ル化した場合に、発生し得る複数の振動モードの中から
制振すべき振動モードを抽出するために、前記検出手段
による検出値のうち当該制振すべき振動モードに対応す
る検出値を通過させるモードフィルタをかけ、その結果
に対して前記振動方程式を作成することを特徴とする請
求項4または5に記載の制振方法。
6. A detection value by the detection means for extracting a vibration mode to be suppressed from a plurality of vibration modes that can occur when the vibration suppression target is modeled as a multi-mass system model. The vibration damping method according to claim 4 or 5, wherein a mode filter that allows a detection value corresponding to the vibration mode to be damped to pass through is applied, and the vibration equation is created for the result.
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