JPS6262036A - 振動制御装置 - Google Patents
振動制御装置Info
- Publication number
- JPS6262036A JPS6262036A JP19923885A JP19923885A JPS6262036A JP S6262036 A JPS6262036 A JP S6262036A JP 19923885 A JP19923885 A JP 19923885A JP 19923885 A JP19923885 A JP 19923885A JP S6262036 A JPS6262036 A JP S6262036A
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- JP
- Japan
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- vibration
- actuator
- vibration speed
- vibrating structure
- vibrating body
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は１例えばビル等の構造物の振動を低減する振
動制御装置、特にその外力中の帯域外のノイズの防止に
関するものである。
動制御装置、特にその外力中の帯域外のノイズの防止に
関するものである。
一般に振動体に生じる振動を低減するのに、マスダンパ
が用いられている。第４図はその一例を示したもので図
において山は可動質量で、バネ（２）とアクチュエータ
（３）ヲ介して振動体（４）に可動自在に取り付けられ
ている。（５）は加速度計で、制御器（６１の積分器（
７）により振動体（４）の振動速度を検出し。
が用いられている。第４図はその一例を示したもので図
において山は可動質量で、バネ（２）とアクチュエータ
（３）ヲ介して振動体（４）に可動自在に取り付けられ
ている。（５）は加速度計で、制御器（６１の積分器（
７）により振動体（４）の振動速度を検出し。
電力増巾器（８）によりアクチュエータ（３）に振動速
度に比例した逆向きの制御力を発生させている。（９）
は固定コアで、可動コアＱｌとともにアクチュエータ（
３）を構成する。
度に比例した逆向きの制御力を発生させている。（９）
は固定コアで、可動コアＱｌとともにアクチュエータ（
３）を構成する。
第５図はマスダンパの動作を説明するモデル図で１Ｍ１
は振動体（１３の質量、に２はマスダンパのバネ（２）
のバネ定数である。ここでｘｌに振動体（４）の変位＊
ｘ２に可動質量（１）の変位にとると運動方程式は以下
のようになる。
は振動体（１３の質量、に２はマスダンパのバネ（２）
のバネ定数である。ここでｘｌに振動体（４）の変位＊
ｘ２に可動質量（１）の変位にとると運動方程式は以下
のようになる。
Ｍ、ｘ、＋ｃｏ＊１＋に１ｘ１＋に２（ｘ、−ｘ２）＝
ｙ−ｖ −・ｍＭ２”２十に２（”２・ｘｌ） 二ｖ
・・（２＋従来のマスダンパでは、振動体（４Ｆ
の振動速度ｘ１に比例した制御力ｖを、ゲイン定数ｆＣ
１とすると次のような形で発生させている。
ｙ−ｖ −・ｍＭ２”２十に２（”２・ｘｌ） 二ｖ
・・（２＋従来のマスダンパでは、振動体（４Ｆ
の振動速度ｘ１に比例した制御力ｖを、ゲイン定数ｆＣ
１とすると次のような形で発生させている。
ｖ＝Ｃ，ｌ１ｘ１ ・・・・ （３）（３）成金（
１２式に代入すると以下のようになる。
１２式に代入すると以下のようになる。
ＭｌＸ、 ＋ （Ｃｏ＋０ｍ） 諷＋に、 ！、 ＋に
２（Ｘｌ・Ｘ２）＝Ｆ ・・＋４１（４）式より従来の
マスダンパでは制＃をかけることにより、振動体（４）
の見かけの減衰を、ｃｏから（ｃｏ十〇Ｉｎ）に増加さ
せることにより有効な撮動低減効果を得ていることがわ
かる。
２（Ｘｌ・Ｘ２）＝Ｆ ・・＋４１（４）式より従来の
マスダンパでは制＃をかけることにより、振動体（４）
の見かけの減衰を、ｃｏから（ｃｏ十〇Ｉｎ）に増加さ
せることにより有効な撮動低減効果を得ていることがわ
かる。
第６図は、振動制御と必要とするビル等の構造物の代表
的な応答の例全示したものである。ｆ。
的な応答の例全示したものである。ｆ。
は振動制御？必要とする構造物の固有振動数で。
ｆｏ付近の周波数で構造物応答のパワースペクトルが犬
きくなっている。またｆ。より低い振動数では。
きくなっている。またｆ。より低い振動数では。
風の影響や付近の交通振動の伝播等により低域ノイズが
、高い周波数では特に制御対象がビル等の複雑な構造物
の場合、高次の振動モードや局部的な摂動モード等の影
響で高域ノイズが生じていることが多い。 。
、高い周波数では特に制御対象がビル等の複雑な構造物
の場合、高次の振動モードや局部的な摂動モード等の影
響で高域ノイズが生じていることが多い。 。
これらの振動制＃全必要とする領域外でのノイズにあた
る振動体の応答は、低域ではアクチュエータのストロー
クを不必要に増大させたり、高域ではアクチュエータの
制御力の飽和など全引き起こす可能性ヲ直していた。
る振動体の応答は、低域ではアクチュエータのストロー
クを不必要に増大させたり、高域ではアクチュエータの
制御力の飽和など全引き起こす可能性ヲ直していた。
この発明は、かかる問題点全解決するため罠なされたも
ので、振動制御を必要としない周波数領域外ノイズ等の
外力が存在する場合にも、アクチュエータに不必安なス
トロークの増加や制御力の飽和を生じさせず、必要な周
波数領域で有効な振動低減全行なう振動制御装置ｆｔｉ
ることを目的としている。
ので、振動制御を必要としない周波数領域外ノイズ等の
外力が存在する場合にも、アクチュエータに不必安なス
トロークの増加や制御力の飽和を生じさせず、必要な周
波数領域で有効な振動低減全行なう振動制御装置ｆｔｉ
ることを目的としている。
この発明に係わる振動制御装置は、制（財）器の中にり
らかしめ設定し次局波数付近の成分のみを通過させる帯
域通過フィルタを設けて振動体の振動速度のうち低域や
高域のノイズ全ａ断した信号に比例した制御力をアクチ
ュエータに発生させるようにしたものでおる。
らかしめ設定し次局波数付近の成分のみを通過させる帯
域通過フィルタを設けて振動体の振動速度のうち低域や
高域のノイズ全ａ断した信号に比例した制御力をアクチ
ュエータに発生させるようにしたものでおる。
この発明においてｌよ、帯域通過フィルタが振動体の振
動速度のうち王女な低域や、高域の周波数成分ヲ遮断し
てしまうので、これらの不要なノイズによるアクチュエ
ータのストロークの増大や制御力の飽和を防止すること
ができる。
動速度のうち王女な低域や、高域の周波数成分ヲ遮断し
てしまうので、これらの不要なノイズによるアクチュエ
ータのストロークの増大や制御力の飽和を防止すること
ができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す図でめり。
ｉｌｌ −ｄｌは上記従来装ｄと全ぐ同一である１、α
υは制御器（６）に設けられた帯域通過フィルタであっ
て。
υは制御器（６）に設けられた帯域通過フィルタであっ
て。
例えば下記のような周波数特性を持つフィルタで実現で
きる。
きる。
ここで、Ｇ はゲイン、Ｂｏはフィルタのバンド巾。
Ｗはフィルタの中心周波数である。
第２図は（６１式で表わされるフィルタのゲイン特性を
示したもので、Ｑｏはフィルタの中心周波数Ｗ。
示したもので、Ｑｏはフィルタの中心周波数Ｗ。
とバンド巾Ｂ。Ｋより与えられる定数で通常フィルタの
クォリティファクタと呼ばれているものである。
クォリティファクタと呼ばれているものである。
（７）式よりＱ。は、フィルタのバンド巾Ｂｆｔ狭く設
定することにより十分大きな値とすることができ。
定することにより十分大きな値とすることができ。
Ｑｏ〜１０程度の値とすることも容易である。この場合
、フィルタの中心周波数を第６図における構造物の固有
振動数で。に設定することにより、これより低域や開城
のノイズをおＬそし、。以下とすることが可能となる。
、フィルタの中心周波数を第６図における構造物の固有
振動数で。に設定することにより、これより低域や開城
のノイズをおＬそし、。以下とすることが可能となる。
したがって第１図のように構成された振動制御装置では
、加速度計（５）で検知した振動体（４）の振動加速度
の中に振動制御を必要とする周波数領域外の低域や高域
のノイズが含まれていても、帯域通過フィルタのｑ。を
１０程度に設定して訃〈ことにより、これらの無駄な領
域でのストロークや制御力を約１６８以下に抑えること
ができる。
、加速度計（５）で検知した振動体（４）の振動加速度
の中に振動制御を必要とする周波数領域外の低域や高域
のノイズが含まれていても、帯域通過フィルタのｑ。を
１０程度に設定して訃〈ことにより、これらの無駄な領
域でのストロークや制御力を約１６８以下に抑えること
ができる。
第３図はこの発明の他の実施例に係わるもので。
第２図に示したフィルタを複数個並列九足し合わせたも
のである。
のである。
この場合には、Ｗｏ付近の周波数領域の他にｗｌ。
Ｗ２・・・付近の周波数領域の成分も通過させることが
できるので、第６図に示した構造物の応答のうち、必要
な次数までのものを任意に選択して制御することが可能
となる。
できるので、第６図に示した構造物の応答のうち、必要
な次数までのものを任意に選択して制御することが可能
となる。
また構造物側の応答のモード減衰比〜、ｈ１・・・があ
らかじめわかっていれば２次式により各モードでの帯域
通過フィルタのバンド巾を選んでやれば。
らかじめわかっていれば２次式により各モードでの帯域
通過フィルタのバンド巾を選んでやれば。
第６図□における構造物の応答のパワースペクトルの形
状と、第２図におけるフィルタのゲイン特注の形状をほ
ぼ同じものとすることができ、より無駄のない振動制御
装置が設計できる、。
状と、第２図におけるフィルタのゲイン特注の形状をほ
ぼ同じものとすることができ、より無駄のない振動制御
装置が設計できる、。
Ｂｏ＝ ２ｈｏＷｏ ・・・・（８）〔発明の効果
〕 この発明は以上説明したとおり、制御器の中に帯域通過
フィルタを用いるという非常に実現しやすい方法により
、外力に含まれる制御の心安な周彼数領域外の低域や高
域のノイズによる振動制御装置のアクチュエータの無駄
なストロークや制御力の増加を有効に抑制し、退動制御
装置のノ・−ドウエア全経済的なものにするという効果
かある。
〕 この発明は以上説明したとおり、制御器の中に帯域通過
フィルタを用いるという非常に実現しやすい方法により
、外力に含まれる制御の心安な周彼数領域外の低域や高
域のノイズによる振動制御装置のアクチュエータの無駄
なストロークや制御力の増加を有効に抑制し、退動制御
装置のノ・−ドウエア全経済的なものにするという効果
かある。
第１図はこの発明の一実施例を示す図、第２図は帯域通
過フィルタのゲイン％曲ｒ示す図、第３図は他の帯域通
過フィルタのゲイン時曲金示す図。 第４図は従来の振動制御装置を示す図、第５図は振動制
御装置の原理を示す図、第６図は構造物の応答を示す図
である。 図に訃いてｆｉｌは可動質量、（２）はバネ、 Ｉ３）
はアクチュエータ、（４）は振動体、ｔ５）；ま加速度
計、（６１は制御器である。 なお図中同一符号は同一または相当部分金示す。
過フィルタのゲイン％曲ｒ示す図、第３図は他の帯域通
過フィルタのゲイン時曲金示す図。 第４図は従来の振動制御装置を示す図、第５図は振動制
御装置の原理を示す図、第６図は構造物の応答を示す図
である。 図に訃いてｆｉｌは可動質量、（２）はバネ、 Ｉ３）
はアクチュエータ、（４）は振動体、ｔ５）；ま加速度
計、（６１は制御器である。 なお図中同一符号は同一または相当部分金示す。
Claims (1)
- 外力を受けて振動する振動体の振動を検出する振動検出
手段と、上記振動体の振動方向に往復動する可動質量と
、上記振動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り検出された振動体
の振動速度のうちあらかじめ設定した周波数範囲の成分
だけを通過させた信号に比例した制御力を出力できるよ
う上記アクチュ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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19923885A JPS6262036A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | 振動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19923885A JPS6262036A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | 振動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6262036A true JPS6262036A (ja) | 1987-03-18 |
Family
ID=16404458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19923885A Pending JPS6262036A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | 振動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6262036A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01288647A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-20 | Tadahiro Omi | 精密機器用能動制振基礎 |
| JPH0285478A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-26 | Ohbayashi Corp | 制振方法 |
| US5182887A (en) * | 1988-10-06 | 1993-02-02 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Vibration damping system |
| US5239789A (en) * | 1988-10-06 | 1993-08-31 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Vibration damping system |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5872745A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-30 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 回転軸系捩り振動監視装置 |
| JPS58217838A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | 防振装置 |
-
1985
- 1985-09-09 JP JP19923885A patent/JPS6262036A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5872745A (ja) * | 1981-10-26 | 1983-04-30 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 回転軸系捩り振動監視装置 |
| JPS58217838A (ja) * | 1982-06-10 | 1983-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | 防振装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01288647A (ja) * | 1988-05-12 | 1989-11-20 | Tadahiro Omi | 精密機器用能動制振基礎 |
| JPH0285478A (ja) * | 1988-09-20 | 1990-03-26 | Ohbayashi Corp | 制振方法 |
| US5182887A (en) * | 1988-10-06 | 1993-02-02 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Vibration damping system |
| US5239789A (en) * | 1988-10-06 | 1993-08-31 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Vibration damping system |
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