JPS59187129A - 振動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、振動体に生ずる振動を、振動体に設けた可
動質量の運動によって制御する振動制御装置に関するも
のである。

一般に振動体に生ずる振動を防止するのに。

マスダンパが用いられていた。このマスダンノくけ第１
図に示すごとく、質量Ｍｓの振動体（１１にバネ定数Ｋ
ｄｉ有するバネ（２）と、アクチュエータ（３）を介し
て質量Ｍｄの可動質量（４）が可動自在に取付けられて
いる。

この可動質量（４）は、振動体（１１の振動速度に比例
した逆向きの制御力を制御器（図示せず）の指示によっ
てアクチーエータ（３）から与えられ。

振動体（１１の振動を止める向きに動いて、撮動体（１
）の振動を減衰している。このときの運動方程式は次の
ようになる。

Ｍｓ妄ｓ＋０ｓｘｓ＋Ｋｓｘｓ＋Ｋｄ（ｘｓ−ｘｄ）＝
Ｆ−Ｕ（１１ Ｍｄｘｄ＋Ｋｄ　（ｘｄ−ｘｓ）コＵ（２）ここでｘｓ
は振動体（１）の変位、Ｏｓは振動体（１）の減衰定数
、Ｋｓは振動体＋１１のバネ定数、ｘｄは可動質量（４
）の変位、Ｆは外力、Ｕは制御力である。

上記のように従来の振動制御装置は、振動体（１）の振
動速度ｘ　ｓに比例した制御力ＴＪ＝Ｃｍｘｓ（Ｃｍは
ゲイン定数）をアクチュエータ（３）で発生させ、可動
質量（４）を振動体（１）の振動を止める向きに動かし
振動を減衰させている。

しかしながら、従来の撮動制御装置においては、振動体
ｉｌ＋の振動速度ｘｓに比例した制御力を発生させるた
め、振動体（１１の固有振動数に合致した交番外力等が
加わった場合、振動速度が犬きくなり、アクチーエータ
（３）に過大な制御力が要求され、アクチュエータ（３
１の破壊又はそれに対応するための規模の大形化が要求
される等欠点を有していた。

この発明は、上記の欠点を除くもので、アクチュエータ
（３）で発生させる制御力を振動体（１）の振動速度ｘ
　ｓに比例させるとともに、ある振動速度以上では、制
御力が飽和するようなリミッタを設け、アクチュエータ
（３）の保護を行なうとともに小規模なアクチーエータ
（３）で振動を減衰させる振動制御装置を提供するもの
である。

以下１図面に従って、この発明の一実施例を酸５明する
。

第２図は、この発明の振動制御装置の一実施例を示す図
であり、（３）は建物、タワー等外力で振動する撮動体
（１１に固定されたアクチーエータで、可動コア（５）
と固定コア（６）とより成り、この可動コア（５）の先
端には、可動質量（４）が固定されている。

この可動質量（４）は、バネ（２）によって振動体と連
結されておシ、可動コア（５）の往復動に従って往復動
するようになっている。

（７）は、振動体（ＩＩの°振動を検出する加速度計。

（８）は上記加速度信号を受けて信号変換し、アクチー
エータ（３）に指令を出す制御器である。

第８図は、制御器（８）の構成例を示したもので、　　
（８ａ）は加速度計（７）の加速度信号を速度信号に変
換する積分器、　　（８ｂ）は速度信号をリミットする
リミッタ増幅器、　　（８ｃ）はアクチーエータ（３）
を駆動する電力増幅器である。

以上のような構成からなるこの振動制御装置は、振動体
（１）に外力が加わ９．振動を起こすと、加速度計（刀
によシ検出された振動体＋１１の振動加速度は、積分器
ｆ８ａｌ　＋　’、１　ミッタ増幅器（８ｂ）　。

電力増幅器（８ｃ）を経由して、アクチーエータ（３）
に送られる。

アクチュエータ（３）で発生する制御力は、リミッタ増
幅器（８ｂ）でリミットするレベル以下の振動速度では
、振動速度に比例し、リミットレベル以上の振動速度で
は、飽和した一定値となり、振動体（１）の振動を低減
するように作用する。

第４図は振動体（１１が、振動体（］１の固有周波数の
リミッタ増幅器（８ｂ）で、制御力がＵｍでリミットさ
れた場合の波形を示す。この場合制御力Ｕは次のように
なる。

Ｕ＝Ｏｒｎ妥Ｓ（−α≦ωｔ≦α、π−αここでαは１
次式で与えられる。

この場合、振動体（１）に作用する減衰力の等価減衰定
数Ｏｅｑは次式となる。

２０ｍ　　　　ｓｉｎ　２α　　４Ｕｍｃｏｓα０ｅｑ
＝　　　（α十−〇−）＋□ π　　　　　　　　　　　　　　　　　　πω５ＸＳ−
ｌ−Ｑ　９　　　　　　　　　　　　　　（５１したが
っ゛て、減衰力が飽和した場合でも、振動体（１１には
振動の減衰作用が働き、振動を低減することになる。

以上、この発明によれば、アクチーエータ（３）の制御
力を振動体（１）の速度に比例させるとともに過大な振
動レベルに対し、制御力のリミ・ツタ機能をもたせるこ
とで、アクチュエータ（３）の保護をしかつ限られた制
御力で振動体（１）の撮動を低減する振動制御装置が提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般のマスダンパの振動モデル図、第２図は
、この発明による実施例を示す図。 第３図は第２図に示した制御器の構成図、第４図は、飽
和した制御力の時間波形を示す図である。 図中、（１）は振動体、（３）はアクチュエータ、（４
）は可動質量、（７）は加速度計、（８）は制御器、　
　（８ａ）は積分器、　　（８ｂ）はリミッタ増幅器、
　　（８ｃ）は電力増幅器である。 なお９図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　大岩増雄

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外力を受けて振動する構造体の振動速度を検出する振動
   検出手段と、上記構造体の振動方向に往復動する可動質
   量と、上記構造体に固定され、上記可動質量を駆動する
   アクチュエータと、上記振動検出手段によ抄検出された
   構造体の振動速度が予じめ設定したリミットレベル以下
   のときけその振動速度に比例した制御力を、藍だ’Ｊ　
   ミン）レベルを越えるときは一定の制御力を出力できる
   よう上記アクチーエータを制御する制御器とを備えたこ
   とを特徴とする振動制御装置。