JPS6056938B2 - 自動消振装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は船などの消振機に適用される自動消振装置
に関する。

客船などにおいて、機関室を起振源とする大きな振動
が客室にも伝達されるので、これを抑えるために別途加
振機を設けることが考えられている。

原理的には、第１図に示すように、起振源Ａに起因する
Ｃ点（これを消振点Ｃと呼ぶ）における振動を加振機Ｂ
を用いて消振するには加振機Ｂの加振位相を消振位相（
消振点Ｃにおいて起振源に基づく振動と逆位相なるよう
な位相）に設定し、また加振振幅を消振振幅（消振点Ｃ
において起振源Ａに基づく振動と同振幅となるような振
幅）に設定すればよい。 従来、消振装置のチューニン
グの自動化は実現されておらず、固定または手動チュー
ニング方式とプログラム・チューニング方式が報告され
ているのみである。

しかし、手動チューニング方式では、起振源Ａの振動周
波数数の変化や起振源Ａ→消振点あるいは加振機Ｂ→消
振点Ｃの振動の伝達関数の変化等に対応した調整が非常
に難しい。一方、プログラム・チューニング方式は加振
機Ｂに与えるべき振動の位相および振幅を起振源Ａの振
動周波数の関数として計算機のメモリに記憶しておき、
起振源Ａの振動周波数を検出し、それに対応する位相お
よび振幅をメモリから読出すことにより、消振位相およ
び消振振幅を定めるものであるが、やはりこの方式でも
、振動の伝達関数が変化した場合に簡単に対応できない
、という欠点がある。 この発明は、起振源の振動周波
数変化や伝達関数の変化に即応して自動的に加振位相を
消振位相に設定できるようにした自動消振装置を提供す
るものである。

加振機Ｂによる加振位相が消振位相になるように自動
的にチューニングすためには、加振位相を変化させ、そ
れに対する消振点Ｃの振動を観測し、その振動パワーが
最小になるように加振位相を保持するようなシステムを
構成すればよい。

ところが、加振位相を変化させることはハードウェア的
にみて一般に困難であることが多い。そこで、、この発
明では加振周波数を操作することにより、加振位相を等
速て変化させたと同じ効果を 、得ることにする。 即
ち、周波数ｆなる正弦波の位相をΔαなる速度で変化さ
せるということは、 （ただし Δｆ＝Δα／２π） より、周波数ｆ＋Δｆなる正弦波を出すことと等価てあ
り、これにより、加振位相を変化させるのと同じ効果を
得る。

このようにして、起振源Ａと少し異なつた周波数で加振
すると、消振点Ｃではうなりを生じるから、そのうなり
の極小点を保持すれば、加振位相が消振位相に等しくな
る。すなわち、うなり波形の極少点が保持できれば、消
振点Ｃにおける振幅（振動パワー）が最少状態を維持す
ることができ、結果的に消振点Ｃの振動が小さくなる。
なお、うなり波形とは周波数Δｆで振幅が変化する振動
波形の包絡線波形をいう。そして、このうなり波形の極
少点を保持することは、消振点Ｃにおける振動パワーを
観測し、パワーが増え始めた時に位相変化の方向を切換
えることにより実現することがてきる。上記（１）式よ
り、位相変化の方向の切換えは加振周波数（ｆ＋Δｆ）
と（ｆ−Δｆ）との切換えに等価である。

以下、この発明の実施例を説明する。第２図は一実施例
の概略構成を示すブ罎ンク図であり、第３図はその動作
を説明するためのタイムチャートてある。起振源１に起
因する振動の周波数をｆとすると、加振機２からは振動
周波数（ｆ＋Δｆ）または（ｆ−Δｆ）の振動が出力さ
れる。

この結果、所望の消振点に設置されたセンサ３により、
振動のうなりが観測される。このセ．ンサ３の出力を中
心周波数ｆの帯域フィルタ４を通して雑音を除去し、更
に包絡線検波回路５を通すことで、うなり成分のみを取
出す。このうなりの波形の極小点に加振位相を保持する
ために、立上り検出回路６により、うなり信号の立上り
を検．出する。具体的には、例えばうなり信号を微分回
路を通して振動パワーの増加を検出し、零点をしきい値
とするシユミツト回路等を通して、うなり信号の立上り
領域で゛゜１゛となるパルス信号を得る。そして、この
パルス信号をＴ型フリツプフローツプ７に入力すること
で、うなりの極小点毎に゜゜１゛，゜“０゛に切換わる
パルス信号を得て、これに６６ｒ１，６６０にの中間レ
ベルのバイアスを加え、更に所定の係数を掛けることで
、“゜１゛，゜゜０゛に対応して加振機２の周波数に±
Δｆの変位を与えるための制御信号±Δｆを得る。一方
、起振源１の周波数ｆを周波数検出器８て常時検出して
、加振器２の周波数をｆに設定するための制御信号Ｖを
得、これと前述の制御信号±Δｖを混合して、加振機２
に対して（Ｖ＋ΔＶ）と（Ｖ＋ΔＶ）を交互に印加し、
その振動周波数を（ｆ＋Δｆ）と（ｆ−Δｆ）の間で交
互に切換える。このようにして、消振点での振動パワー
を観測ノし、パワーが増え始める時点で加振周波数（ｆ
＋Δｆ）と（ｆ−Δｆ）との間て交互に切換えることに
より、うなりの極小点を保持し、起振源１に起因する振
動を自動的に抑圧することができる。

すなわち、位相チューニングに関していえば、起・振源
１に起因する周波数ｆの振動に対して、加振器２力凋波
数（ｆ＋Δｆ）又は（ｆ−Δｆ）なる振動を与えると、
観測点（消振点Ｃ）において第３図Ｃの左側に示すよう
に、周波数ｆの振動の振幅が周波数Δｆで変化する。こ
の周波数Δｆで変・化する成分が゜゜うなり゛であり、
この変化する゜“うなり゛成分を含む振動の極少点（包
絡線検波回路５から出力される第３図ｄに示すうなり信
号波形の極少点）、すなわち振動のパワー（振幅）が最
少になる位置に加振器２の加振位相を制御している。な
お、加振振幅についても、上述した位相チューニングと
同様の原理を用いて、自動的に消振振幅に保持すること
がてきる。

即ち、加振振幅の変化を積分器によつて与えるように構
成し、その変化の方向をうなりの極小点において積分器
への微少変位十Δａと一Δａの入力の切換えにより与え
るようにすればよい。以上のように、この発明によれば
、起振源の振動周波数や伝達関数の変化に即応して自動
的に加振位相を消極振位相に設定できるようにした自動
消振装置を提供することができる。

この発明に係る消振装置は、船の消振機の他、音響系に
おける消音システムや電気系等でも物理的振動を生ずる
系に対して適用することが可能てある。

【図面の簡単な説明】

第１図は消振装置の原理を説明するための図、第２図は
この発明に係る自動消振装置の構成を示す図、第３図は
その動作を説明するためのタイムチャートである。 １・・・・・・起振源、２・・・・・・加振機、３・・
・・・・センサ、４・・・・・・帯域フィルタ、５・・
・・・・包絡線検波回路、６・・・・・・立上り検出回
路、７・・・・・・Ｔ型フリップフロップ、８・・・・
・・周波数検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 起振源による振動周波数ｆを検出する手段と、振動
   周波数ｆから微少周波数Δｆだけずれた振動周波数（ｆ
   ＋Δｆ）または（ｆ−Δｆ）の振動を出す加振機と、所
   望の消振点での振動のうなりを検出する手段と、検出さ
   れるうなりの極小点毎に前記加振機の振動周波数を（ｆ
   ＋Δｆ）と（ｆ−Δｆ）との間で交互に切換える手段と
   を備えたことを特徴とする自動消振装置。