JPS60123675A - Vibration controller of structure - Google Patents
Vibration controller of structureInfo
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- JPS60123675A JPS60123675A JP23005383A JP23005383A JPS60123675A JP S60123675 A JPS60123675 A JP S60123675A JP 23005383 A JP23005383 A JP 23005383A JP 23005383 A JP23005383 A JP 23005383A JP S60123675 A JPS60123675 A JP S60123675A
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- vibration
- actuator
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は1例えばビル、アンテナ、原子力の制御盤な
どに代表される構造物の振動を低減する振動制御装置に
関し、油圧、空気圧、あるいは電磁制御による外部エネ
ルギを利用したサーボ減衰器に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a vibration control device for reducing vibrations of structures such as buildings, antennas, nuclear power control panels, etc. This invention relates to a servo attenuator using external energy.
従来この独の装置として第1図に示すものかあった。図
において、(1)は風や地震などの外力を受けて振動を
生ずる構造物で2例えばビル、アンテナ、原子力の制御
盤などである。(2)は構造物(1)が設置される地盤
、(3)は構造物(1)の水・上方面の振動を検出する
振動検出器で、この例では加速度計である。(4)は振
動検出器(3)からの検出信号に基づいてアクチュエー
タ(6)全制御し、アクチュエータ(6)の駆動部(7
)に結合された付加本、唾(8)を駆動する制御回路で
ある。(9)はアクチュエータ(6)の静止部を構造物
(1)に固定する取付台、0@は付加重錘(8)と構造
物(1)間に挿入されるばねである。Previously, this German device was shown in Figure 1. In the figure, (1) is a structure that generates vibrations when subjected to external forces such as wind or earthquakes, and (2) is a building, an antenna, a nuclear power control panel, etc., for example. (2) is the ground on which the structure (1) is installed, and (3) is a vibration detector that detects vibrations of the water and the upper surface of the structure (1), which is an accelerometer in this example. (4) fully controls the actuator (6) based on the detection signal from the vibration detector (3), and controls the drive section (7) of the actuator (6).
) is a control circuit for driving the additional booklet (8). (9) is a mounting base that fixes the stationary part of the actuator (6) to the structure (1), and 0@ is a spring inserted between the additional weight (8) and the structure (1).
第2図は第1図に示す従来の振動制御装置の制御システ
ムを示す構成図であり1図において。FIG. 2 is a block diagram showing a control system of the conventional vibration control device shown in FIG. 1.
(4a)は積分回路、(4b)は演初−回路である。(4a) is an integration circuit, and (4b) is a performance circuit.
第3図(d第1図に示すアクチュエータの一例を拡大し
て示す断1Mj図である。図において、(6a)は円筒
状の水入磁石、(6b)は円柱状のセンタボール、(6
c)は励磁ヨーク、(6d)は駆動コイル。FIG. 3 (d) is a cross-section 1Mj diagram showing an enlarged view of an example of the actuator shown in FIG.
c) is an excitation yoke, and (6d) is a drive coil.
(6e)は駆動コイル(6d)を支承するサポートであ
り、サポート(6e)の他端には付加重錘(8)を固着
し、直進往復駆動自在とする。アクチュエータ(6)の
静止部は取付台(9)を介して構造物fl+に固定され
ている。(6e) is a support that supports the drive coil (6d), and an additional weight (8) is fixed to the other end of the support (6e), so that it can be driven in a straight line and back and forth. The stationary part of the actuator (6) is fixed to the structure fl+ via a mounting base (9).
次に動作について第1図〜第3図をもとに説明する。Next, the operation will be explained based on FIGS. 1 to 3.
構造物(1)が地震や風荷重などの外力を受けて水平方
向に振動すると、この(1イ造物CI+の振動加速度は
振動検出器(3)により電気信号として検出される。When the structure (1) vibrates in the horizontal direction due to an external force such as an earthquake or wind load, the vibration acceleration of the structure (1) is detected as an electrical signal by the vibration detector (3).
この電気信号は制御回路(4)へ伝送され、積分回路(
4a)で1目積分されて振動速度信号となり、演算回路
(4b)でH[要の大きさに増幅されてアクチュエータ
(6)の駆動を制御する。制御回路(4)からの制御(
i号すなわち駆動電流はアクチュエータ(6)の駆動コ
イル(6d)に供給され、その結果、電磁効果により駆
動コイル(6d)には電磁力が発生し。This electrical signal is transmitted to the control circuit (4), and the integration circuit (
In step 4a), the signal is integrated into a vibration velocity signal, which is amplified to a magnitude of H in an arithmetic circuit (4b) to control the drive of the actuator (6). Control from control circuit (4) (
The i number, that is, the drive current, is supplied to the drive coil (6d) of the actuator (6), and as a result, an electromagnetic force is generated in the drive coil (6d) due to electromagnetic effect.
その他端に装着する旬加M錘(8)を水平駆動させる。The Junka M weight (8) attached to the other end is driven horizontally.
この時9作用9反作用の原理に基つき、この駆動力はア
クチュエータ(6)を支持する取付台(9)を介して構
造物f1+に作用する1、この駆動力は構造物(1)の
振動速度に比例しだ力であるため、構造物(1)に対し
ては等測的にはダンピング力とじて作用する。At this time, based on the principle of 9 actions and 9 reactions, this driving force acts on the structure f1+ via the mount (9) that supports the actuator (6), and this driving force is caused by the vibration of the structure (1). Since the force is proportional to the speed, it acts on the structure (1) isometrically as a damping force.
したがって、このような装置によって構造物(1)の減
衰特性、換言すれば動的剛性が向上することになり、振
動fltl掬11装置としての機能を発揮する。また、
ばね(10)は付加重錘(8)の動作中立位置を定める
ために装着するものである。Therefore, such a device improves the damping characteristics of the structure (1), in other words, the dynamic rigidity, and functions as a vibrating fltl scoop 11 device. Also,
The spring (10) is installed to determine the neutral position of the additional weight (8).
従来の振動RjlJ側1装置は以上のように構hZされ
ているので、構造物(11の減衰特性の改善には有効で
あるが、静的剛性の制御機能が無いなどの欠点があった
。Since the conventional vibration RjlJ side 1 device is configured as described above, it is effective in improving the damping characteristics of the structure (11), but it has drawbacks such as the lack of a static rigidity control function.
〔発明の概要J
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、外力を受けて振動を生ずる構造物
に設置されたアクチュエータ、このアクチュエータによ
り駆動される付加重錘、上記構造物の振動を検出する第
1の振動検出器、上記付加重錘の振動を検出する第2の
振動検出器。[Summary of the Invention J This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional products as described above. , a first vibration detector that detects vibrations of the structure, and a second vibration detector that detects vibrations of the additional weight.
並びに第1の振動検出器の検出信号から上記構造物の振
動速度信号と振動変位信号を、および第2の振動検出器
の検出信号から上記付加重錘の振動速度信号を得、これ
らの信号に基ついてJ:記アクチュエータを制御し、上
記付加型シ1]!を駆動させる制御回路を備えることに
より、上記構造物の減衰特性の改善による動的剛性の向
上を図ると共に。A vibration velocity signal and a vibration displacement signal of the structure are obtained from the detection signal of the first vibration detector, and a vibration velocity signal of the additional weight is obtained from the detection signal of the second vibration detector, and these signals are Based on J:, the above-mentioned additional type 1]! By providing a control circuit that drives the structure, it is possible to improve the dynamic rigidity by improving the damping characteristics of the structure.
静的剛性も向上させることができる振動制4.+1装置
を提供することを目的としている。Vibration control that can also improve static rigidity 4. The purpose is to provide +1 equipment.
以下、この発明の一実施例ケ図をもとに説明する。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained based on the drawings.
第4図はこの発明の一実施例による振動制御装置を示す
。図において、(3)は構造物(1)の水平方向の撮動
を検出する第1の振動検出器で、この例では加速度計で
ある。Qllは付加重錘(8)の水平方向の振動を検出
する第2の振動検出器で、この例では加速度計である。FIG. 4 shows a vibration control device according to an embodiment of the present invention. In the figure, (3) is a first vibration detector that detects horizontal imaging of the structure (1), which is an accelerometer in this example. Qll is a second vibration detector that detects horizontal vibration of the additional weight (8), and is an accelerometer in this example.
制御回路(4)では、これら第1゜第2の振動検出器+
31. Qllからの検出信号をもとにアクチュエータ
(6)を制御し、付加MII!(8)を駆動させるので
あるが、以下にその原理を説明する。In the control circuit (4), these first and second vibration detectors +
31. The actuator (6) is controlled based on the detection signal from Qll, and the additional MII! (8) is driven, and the principle thereof will be explained below.
すなわち、この発明による装置の撮動低減原理は、構造
物(++に強制力(外力)と制御力とが作用した時に成
立する次の運動方程式を前提とする。。That is, the imaging reduction principle of the device according to the present invention is based on the following equation of motion that holds true when a forcing force (external force) and a control force act on a structure (++).
ただし+ MS :構造物(++の質量Ks:構造物(
11の剛性
XS:構造物(1)の変位
md:付加重錘(8)の質量
md:付加重錘(8)の変位
F :外力
U :制両刀
ここで、制御力Uを次のように構成する。However, + MS: Structure (mass of ++ Ks: Structure (
11 Rigidity Configure.
ただし、C1:構造物速度フィードバックゲイン (動
剛性の改善)
c2: 構造物変位フィードバックゲイン (面剛性の
改善9
C3: 性力IJ重錘速度フィードバックケイン(安定
化)
(1)式に(2)式ケ代人すると。However, C1: Structure velocity feedback gain (Improvement of dynamic stiffness) c2: Structure displacement feedback gain (Improvement of surface stiffness 9) C3: Gravity force IJ weight velocity feedback gain (stabilization) (1) and (2) When it comes to Shikigadai.
となり、 (3,)式から判るようにそれぞれのフ1−
ドパツクゲインによって各特性を改善することができる
。As can be seen from equation (3,), each frame 1-
Each characteristic can be improved by dopuck gain.
第5図は第4図に示すこの発明の一実施例による振動側
4i11装置の制御システムを示す構成図である。図に
おいて、(4a)は第1の振動検出器+31より検出さ
れた構造物(+1の撮動加速度信号を振動速度信号に変
換する積分回路、(4b)は積分回路(4a)の出力、
すなわち構造物(1)の振動速度信号を振動変位信号に
変換する積分回路、(4c)は第2の振動検出器Q11
より検出されだ付加重錘(8)の振動加速度信号を振動
速度信号に変換する積分回路である。(4d)は演算回
路であり、各積分回路(4a)〜(4C)からの信号を
受けて所要の出力をイ4Iるように、■式によって各々
の信号の位相、ケインを調節し、加減算を行なう。演算
回路(4d)の出力信号をもとに電力増幅してアクチュ
エータ(6)の駆動を制御し、付加重錘を駆動させる。FIG. 5 is a block diagram showing a control system for the vibration-side 4i11 device shown in FIG. 4 according to an embodiment of the present invention. In the figure, (4a) is an integral circuit that converts the structure detected by the first vibration detector +31 (+1 imaging acceleration signal into a vibration velocity signal, (4b) is the output of the integral circuit (4a),
That is, an integrating circuit that converts the vibration velocity signal of the structure (1) into a vibration displacement signal, (4c) is the second vibration detector Q11
This is an integrating circuit that converts the vibration acceleration signal of the additional weight (8) detected by the vibration acceleration signal into a vibration velocity signal. (4d) is an arithmetic circuit which receives the signals from each of the integrating circuits (4a) to (4C) and adjusts the phase and cane of each signal according to equation (4), and performs addition and subtraction so as to produce the required output. Do this. Power is amplified based on the output signal of the arithmetic circuit (4d) to control the drive of the actuator (6) and drive the additional weight.
このように、構造物(1)の撮動を検出する第1の振動
検出器(3)および付加重錘(8)の振動を検出する第
2の振動検出器01)からの検出信号に応じてアクチュ
エータ(6)を駆動させるフィートバノクザーボ機構を
構成する。In this way, in response to the detection signals from the first vibration detector (3) that detects the imaging of the structure (1) and the second vibration detector 01 that detects the vibration of the additional weight (8), This constitutes a foot control servo mechanism that drives the actuator (6).
上記のようなこの発明の一実施1+11に係わる制御回
路(4)内の各々の回路(4a)〜(4d)の(幾重は
次のようになる。The number of layers of each of the circuits (4a) to (4d) in the control circuit (4) according to the embodiment 1+11 of the present invention as described above is as follows.
まず、第1の振動検出器(3)から4ノ【分回路(4a
)を経てアクチュエータ(6)に至る制御系は、構造物
(1)の振動速度に応じた駆動力すなわちダンピング力
を構造物(11へ付与する機能を有し、構造物fl+の
減衰特性すなわち動的剛性の改善を行なう。積分回路(
4b)からアクチュエータ(6)に至る制御系は。First, from the first vibration detector (3) to the 4th branch circuit (4a
) to the actuator (6) has the function of applying a driving force, that is, a damping force, to the structure (11) according to the vibration speed of the structure (1), and controls the damping characteristics of the structure fl+, that is, the dynamic Improve the rigidity of the integral circuit (
4b) to the actuator (6).
構造物(1)の振動変位に応じた駆動力を構造物(1)
へ付与する機能を有し、構造物(11のばね特性すなわ
ち静的剛性の改善を行なう。伺加M錘(8)に装着する
第2の振動検出器1ll)から積分回路(4C)を経て
アクチュエータ(6)に至る制御系は、付加重錘(8)
の撮動速度に応じた11駆動力を発生するもので、これ
は付加重錘(8)にダンピング力を与え、付加重錘(8
)の発振を抑制し、安定化を図るものである。The driving force corresponding to the vibration displacement of structure (1) is applied to structure (1).
It has the function of imparting to The control system leading to the actuator (6) uses an additional weight (8)
This generates a driving force 11 corresponding to the shooting speed of the additional weight (8), which applies a damping force to the additional weight (8).
) to suppress the oscillation and stabilize it.
このような構成により、構造物t1+の静的剛性および
動的剛性の両特性を極めて良好に改善することができ、
構造物(1)が経年変化しても追従が可能となり制御性
能の変化は少ない。まだ、装置の動作安定化領域も拡大
される。With such a configuration, both the static rigidity and dynamic rigidity characteristics of the structure t1+ can be extremely improved,
Even if the structure (1) changes over time, it can be tracked and there is little change in control performance. Furthermore, the operational stability range of the device is also expanded.
なお、上記実施例ではこの装置を構造物(])の最上階
に設置した場合について示したが、何れの階層に設置し
ても上記実施例と同様の効果を奏するのは言うまでもな
い。In the above embodiment, the case where this device is installed on the top floor of the structure ( ) has been shown, but it goes without saying that the same effects as in the above embodiment can be achieved even if the device is installed on any floor.
捷だ、上記実施例では第1.第2の振動検出器+3)、
Ql)として加速度計を用いた場合について説明した
が、速度計であってもよく、この場合は第5図に示す積
分回路(4a)、 (4b)が不要となる。In the above example, the first. second vibration detector +3),
Although the case where an accelerometer is used as Ql) has been described, a speedometer may also be used, and in this case, the integrating circuits (4a) and (4b) shown in FIG. 5 are unnecessary.
寸だ、アクチュエータ(6)としては、電磁アクチュエ
ータの他、空気圧および油圧アクチュエータの倒れを用
いてもよい−
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば外力を受けて振動を生
ずる構造物に設置されたアクチュエータ。As for the actuator (6), in addition to an electromagnetic actuator, a tilting pneumatic or hydraulic actuator may be used. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a structure that generates vibration in response to an external force is created. An actuator installed on an object.
このアクチュエータにより駆動される付加重錘。Additional weight driven by this actuator.
上記構造物の振動を検出する第1の振動検出器。A first vibration detector that detects vibrations of the structure.
上記付加重錘の振動を検出する第2の振動検出器。a second vibration detector that detects vibrations of the additional weight;
並びに第1の振動検出器の検出信号から上記構造物の振
動速度信号と振動変位信号を、および第2の振動検出器
の検出信号から上記付加重錘の振動速度信号を得、これ
らの信号に基ついて上記アクチュエータを制御し、上記
付加重錘を駆動きせる制御回路を備えたので、上記構造
物の減衰特性の改善による動的剛性の向上を図ると共に
静的剛性をも向上させ、また、装置の動作安定化領域の
拡大が図れる効果がある。A vibration velocity signal and a vibration displacement signal of the structure are obtained from the detection signal of the first vibration detector, and a vibration velocity signal of the additional weight is obtained from the detection signal of the second vibration detector, and these signals are Since a control circuit is provided to control the actuator and drive the additional weight, it is possible to improve the dynamic stiffness of the structure by improving the damping characteristics of the structure, and also to improve the static stiffness of the structure. This has the effect of expanding the stable operation region.
第1図は従来の振動制御装置を示す構成図、第2図は第
1図に示す従来の振動制御装置の制御システムを示す構
成図、第3図は第1図に示すアクチュエータの一例を拡
大して示す断面図、第4図はこの発明の一実施例による
振動制御装置を示す構成図、第5図は第4図に示すこの
発明の一実施例による振動制御装置の制御システムを示
す構成図である。
図において、(1)は構造物、(3)は第1の振動検出
器、(4)は制御回路、(4a)〜(4C)は積分回路
。
(4d)は演算回路、(6)はアクチュエ〜り、(8)
は付加重錘、 Qllは第2の振動検出器である。
なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示すもの
とする。
代理人 大 岩 増 雄
第1図Fig. 1 is a block diagram showing a conventional vibration control device, Fig. 2 is a block diagram showing a control system of the conventional vibration control device shown in Fig. 1, and Fig. 3 is an enlarged view of an example of the actuator shown in Fig. 1. 4 is a configuration diagram showing a vibration control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a configuration diagram showing a control system of the vibration control device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 4. It is a diagram. In the figure, (1) is a structure, (3) is a first vibration detector, (4) is a control circuit, and (4a) to (4C) are integral circuits. (4d) is the arithmetic circuit, (6) is the actuator, (8)
is the additional weight and Qll is the second vibration detector. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa Figure 1
Claims (2)
クチュエータ、このアクチュエータにより駆動される付
加重錘、上記構造物の振動を検出する第1の振動検出器
、上記付加重錘の振動を検出するg2の振動検出器、並
びに第1の振動検出器の検出信号から上記構造物の振動
速度信号と振動変位信号を、および第2の振動検出器の
検出信号から上記イ」加重節の振動速度信号を得、これ
らの信号に基ついて上記アクチュエータを制御し、上記
付加重錘を駆動させる制御回路を備えた構造物の振動制
御装置。(1) An actuator installed in a structure that generates vibrations in response to an external force, an additional weight driven by this actuator, a first vibration detector that detects vibrations of the structure, and a vibration detector that detects vibrations of the additional weight. The vibration velocity signal and vibration displacement signal of the structure are determined from the vibration detector g2 to be detected, the detection signal of the first vibration detector, and the vibration of the weighted node 1 from the detection signal of the second vibration detector. A vibration control device for a structure, comprising a control circuit that obtains speed signals, controls the actuator based on these signals, and drives the additional weight.
求の範囲第1項記載の構造物の撮動制御装置。(2) First. 2. The structure imaging control device according to claim 1, wherein the second vibration detector is an accelerometer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23005383A JPS60123675A (en) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | Vibration controller of structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23005383A JPS60123675A (en) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | Vibration controller of structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60123675A true JPS60123675A (en) | 1985-07-02 |
Family
ID=16901820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23005383A Pending JPS60123675A (en) | 1983-12-06 | 1983-12-06 | Vibration controller of structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60123675A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS63221410A (en) * | 1987-03-11 | 1988-09-14 | Res Dev Corp Of Japan | Active damper |
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-
1983
- 1983-12-06 JP JP23005383A patent/JPS60123675A/en active Pending
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