JPS59190537A - 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、建物−高架道路・タワー等振動体に生ずる
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（１）に生ずる振動を防止するのに、マス
ダンパーが用いられていた。このマスダンパーは第１図
に示すごとく、質量Ｍｓの振動体（１）に、バネ定数Ｋ
ｄを有するバネ（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（１）に取付けた
加速度計（５）により振動を検出し、振動体（１）の振
動速度に比例した逆向きの制御力を制御器（６）の指示
によってアクチュエータ（３）から与えられ、振動体の
振動を減衰させている。このときの運動方程式は次のよ
うになる。

ＭｓＸｓ＋０ｓＸｓ＋ＫｓＸｓ＋ｔ＜、ｄ（Ｘｓ−Ｘｄ
）＝　Ｆ　ｅ　ｘ−Ｆ　ｃ　　　　　　　　　　　−−
−−＝−（ＩＩＭｄＸｄ＋Ｋｄ（Ｘｄ−Ｘｓ）＝Ｆｃ　
　　−−１２１ここに、Ｘｓは振動体（１）の変位、Ｃ
８は振動体（１１の減衰定数、に８は振動体（１１のバ
ネ定数。

Ｘｄは可動質量（４）の変位、　Ｆｅｘは外力、ＦＣ（
ｌＳｌ：制御力である。

この制御力として、従来のマスダンパーは。

振動体（１）の撮動速度、＜ｓに比例したＦ　ｃ　＝　
ＯｍＸ　ｓ　　　　　　　　・−・・川・・・・川・・
・・＋３１但しＣｍ＝制御ケイン係数 をアクチュエータ（３）で発生させ、可動質量（４）を
振動体（１）の振動を止める方向に動かし振動を減衰さ
せていた。

ところで、振動体（１１の一次・二次・三次の振動固有
モードに注目すると１Ｍ２図に示すようなモードが知ら
れている。この振動体（１）に加速度計（５）を第２図
のように取付け、制御位置を例えは振動体（１）の最上
部のＡ点に設置した場合の制御力は、第（３）式の制御
力Ｆｃを固有モード別に表わすと次のようになる。

但しΦｍ：振動検出点のｉ次固有モードベクトル Φ、二制御力作用点のｉ次固有モー ドベクトル Ｋｍｍ＝御ゲイン係数 ここで固有モード０塁、Φ９　の符号により正１ 負の制御力となる。第２図（イ）の−次モードについて
は、振動検出点でのΦ已の符号と、制御力作用黒人での
Φｌの符号が同じであるため、制御力は減衰力として働
くが、（ロ）の二次モード。

（ハ）の三次モードについては、０着とΦ、ｎ、Φ碧と
ΦＰの符号がそれぞれ異なるため、制御力は加振力とし
て働いてしまう。このようにモードによっては、振動体
ｆｉ＋の振動検出点の固有モードと、制御力作用点の固
有モードの符号が異なると、制御力が働かなかったシ、
逆に加振力として作用してしまう欠点を有していた。

この発明は、このような従来のものの欠点を改善するも
ので、振動体（１）の振動検出点と制御力作用点と全同
一位置とすることにより、振動体（１）の各モードの振
動の効果的な低減を図るものである。

以下図面に基づき、この発明の一実施例を説明する。

第３図は、この発明の振動制御装置を示す図で９図にお
いて、（３）はアクチュエータ、（４）は可動Ｉ＠量、
（５）は振動体（１）の振動加速度を検出する加速度計
で、可動質量（４）を動作させるアクチーエータ（３）
と同一位置で、このアクチュエータ（３）の動作方向と
同一方向に取付けられている。（６）はアクチュエータ
（３）を駆動させるための制御器であ凱この制御器（６
）は、積分器（６ａ）　、速度信号増幅器（６ｂ）　、
コントローラ（６ｃ）　、電力増幅器（６ｄ）とから構
成されている。

以上のような構成からなるこの発明の振動制御装置は、
振動体（１）に外力Ｆｅｘが作用し振動が生じると、振
動体（１１に取付けた加速度計（５）により、振動加速
度を検出し、その検出信号を制御器（６）へ入力させる
。制御器（６）に入力された加速度信号は、積分器（６
ａ）・速度増幅器（６ｂ）を経てコントローラ（６ｃ）
に入力される。コントローラ（６ｃ）で振動体（１）の
振動速度に比例した制御力を発生させるようにゲインを
コントロールシ、電力増幅器（６ｄ）では、アクチーエ
ータ（３）に制御力を発生させるための信号を出力する
。この信号を受は炙アクチーエータ（３）は振動速度に
比例した制御力で可動質量（４）に往復動を与える。こ
の可動質量（４）の往復動による慣性力によシ振動体（
１１の振動は減衰される。

なお上記において、振動検出点と制御力作用点とが、同
一位置にあるため、振動検出点の固有モードベクトルの
符号と制御力作用点の固有モードベクトルの符号は同じ
となり、制御力は、振動体（１）に対して減衰力として
働くことになる。

以上のようにこの発明によれば、振動体（１）の振動検
出点を、制御力を作用させる点と同一位置で、また制御
力を作用させる方向と同一方向に設けたため、振動体（
１１の振動モードに左右されることなく、振動体（１）
の振動を減衰することのできる振動制御装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の振動制御装置を示す図、第２図は振動体
の振動モードを示す図、第３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９図中（１）は振動体、（
３）はアクチュエータ、（４）は可動質量、（５）は加
速度計、（６）は制御器、　　（６ａ）は積分器、　　
（６ｂ）は速度増幅器、　　（６ｃ）はコントローラ、
　　（６ｄ）は電力増幅器である。 なお９図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人　大岩増雄 第　１　菌 第　２　■ 第　３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外力を受けて振動する振動体にバネを介して取付けられ
   ている可動質量と、上記振動体の振動を検出する検出手
   段と、上記振動体に固定され、可動質量を往復動させる
   アクチーエータと、上記検出手段により検出された振動
   に対応した制御力全上記アクチュエータに発生させ得る
   制御器とより成る振動制御装置において、上記検出手段
   の振動検出点を、制御力作用点と同一位置に、また振動
   検出方向を制御力作用方向と同一方向に設けたことを特
   徴とする振動制御装置。