JPS63180744A - Vibration controller - Google Patents
Vibration controllerInfo
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- JPS63180744A JPS63180744A JP1169287A JP1169287A JPS63180744A JP S63180744 A JPS63180744 A JP S63180744A JP 1169287 A JP1169287 A JP 1169287A JP 1169287 A JP1169287 A JP 1169287A JP S63180744 A JPS63180744 A JP S63180744A
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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
- F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
- F16F7/10—Vibration-dampers; Shock-absorbers using inertia effect
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は2例えば高架道路等の構造物の振動を低減す
る振動制御装置、特にその制御力の不感帯低減Iこ関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a vibration control device for reducing the vibration of a structure such as an elevated road, and particularly to a method for reducing the dead zone of the control force.
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2図はその一例を示したもので図
において11)は可動質量で、ベアリングaυにより支
持され、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(6)の積分器(7)lどより振動
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。Mass dampers are generally used to reduce vibrations generated in vibrating bodies. Figure 2 shows an example of this. In the figure, 11) is a movable mass that is supported by a bearing aυ and is movably attached to the vibrating body (4) via a spring (2) and an actuator (3). There is. (5) is an accelerometer that detects the vibration speed of the vibrating body (4) through the integrator (7) l of the controller (6), and uses the power amplifier (8) to adjust the vibration speed to the actuator (3). It generates a proportional and opposite control force. (9) is a fixed core.
可動コアα1とともにアクチュエータ(3)を構成する
。The actuator (3) is configured together with the movable core α1.
第3図はマスダンパの動作を説明する。モデル図で9M
、は振動体(4)の質量、に、はバネ定数。FIG. 3 explains the operation of the mass damper. 9M in model diagram
, is the mass of the vibrating body (4), and , is the spring constant.
coは減衰定数であり2M2は可動質i fi+の質量
。co is the attenuation constant and 2M2 is the mass of the mobile mass i fi+.
K2はマスダンパのバネ(2)のバネ定数である。ここ
でI、t−振動体(4)の変位rx2に可動質量111
の変位にとると運動方程式は以下のようになる。K2 is the spring constant of the mass damper spring (2). Here, I, t - displacement rx2 of the vibrating body (4) and movable mass 111
Taking the displacement of , the equation of motion becomes as follows.
M2x2+に2(x2−x、)りv
−−−−−−(2)従来のマスダンパでは、振動
体(4)の振動速度粘に比例した制御力■を、ゲイン定
数ヲCmとすると次のような形で発生させている。M2x2+ plus 2(x2-x,)v
(2) In the conventional mass damper, a control force (2) proportional to the vibration velocity and viscosity of the vibrating body (4) is generated in the following form, assuming that the gain constant is Cm.
7−6↓ ・・・・・・(3)式(
3)ヲ式(1)Iこ代入すると以下のようになる。7-6↓ ・・・・・・Equation (3) (
3) Substituting I in formula (1) yields the following.
Ml;、+(co十cm)乞十に1x1+に2(I、−
x2)口F・・・・−・(4)式(4)より従来のマス
ダンパでは制御をかけることにより、振動体(4)の見
かけの減衰k 、 Coから(co十cm)に増加させ
ることにより有効な振動低減効果を得ていることがわか
る。Ml;, + (co 1 cm) 1 x 1 + 2 (I, -
x2) Mouth F... (4) From equation (4), the apparent damping k of the vibrating body (4) can be increased from Co to (co 1 cm) by applying control in the conventional mass damper. It can be seen that an effective vibration reduction effect is obtained.
マスダンパを構成する可動質量の大きさは、一般的には
振動体質量の数パーセントであるが、振動体自体が巨大
な構造物の場合には、可動質量が10ToN以上の大き
さとなることもある。このような場合に可動質量を滑ら
かに動かすために、水平方向のころがりベアリング等が
よく用いられるが、町動質欧の大きさが大きくなるとこ
のころがりベアリング部分での摩擦が問題となる。The size of the movable mass that makes up a mass damper is generally a few percent of the mass of the vibrating body, but if the vibrating body itself is a huge structure, the movable mass can be as large as 10 ToN or more. . In such cases, horizontal rolling bearings are often used to move the movable mass smoothly, but as the size of the moving mass increases, friction in the rolling bearings becomes a problem.
簡単のためにこの摩擦をクーロン摩擦と仮定し。For simplicity, assume that this friction is Coulomb friction.
可動質量の重量をW、ころがりベアリングによる摩擦係
数をμとすると、摩擦力Pは9次式で表わされる。When the weight of the movable mass is W and the coefficient of friction due to the rolling bearing is μ, the frictional force P is expressed by the ninth-order equation.
P=μW ・・・・・・(5
)また、この摩擦力Pは9式(3)で示され可動質量に
作用させようとする制御力とは反対向きEこ働くので、
摩擦力のある場合の制御力は以下のようになる。P=μW (5
) Also, this frictional force P is shown in Equation 9 (3) and acts in the opposite direction E to the control force that is intended to act on the movable mass, so
The control force when there is frictional force is as follows.
第5図は、摩擦の無い式(3)の場合の振動速度x1E
こ対する制御力のグラフであり、第6図は、摩擦を考慮
した式(6)の場合の振動速度x1に対する制御力のグ
ラフである。Figure 5 shows the vibration velocity x1E in the case of frictionless equation (3).
FIG. 6 is a graph of control force versus vibration speed x1 in the case of equation (6) in which friction is taken into account.
第6図から、 l cnlxll〈Hp lの範囲では
。From Fig. 6, in the range of l cnlxll<Hp l.
摩擦力のために可動質量が動かず、制御力が発生しない
いわゆる不感帯と呼ばれ志領域が生じ、振動レベルをこ
の大きさ以下に制御できなかったり。Due to frictional force, the movable mass does not move, creating a so-called dead zone where no control force is generated, and the vibration level cannot be controlled below this level.
制御系を不安定fこしたりするという問題が生じていた
。Problems have arisen in that the control system becomes unstable.
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、摩擦力の原因となるころがりベアリングにカロわ
る可動質量の重量を軽減し、不感帯の小さな振動制御装
置を得ることを目的としている。This invention was made to solve these problems, and aims to reduce the weight of the movable mass added to the rolling bearing that causes frictional force, and to obtain a vibration control device with a small dead zone.
この発明に係わる振動制御装置は9重力方向に支持力を
発生する油圧ベアリングを用いて、ころがりベアリング
ζこ加わる可動質量の重置を軽減し。The vibration control device according to the present invention uses a hydraulic bearing that generates a supporting force in the direction of gravity to reduce the burden of movable mass added to the rolling bearing.
摩擦力を小さくするようEこしたものである。E is applied to reduce the frictional force.
この発明lこおいては、金属の接触部を持たす摩擦の極
めて小さい油圧ベアリングが可動質量の重量の大半を受
は持つので、摩擦力を大巾に軽減でき、不感帯全滅らし
、より振動低減効果を太きくすることができる。In this invention, most of the weight of the movable mass is carried by a hydraulic bearing with extremely low friction that has metal contact parts, so the frictional force can be greatly reduced, the dead zone is completely eliminated, and the vibration reduction effect is even more effective. can be made thicker.
第1図はこの発明の一実施例を示す図であり。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
11)〜αυは上記従来装置と全く同一である。α2は
可動質量と振動体の間に設けられた油圧ベアリングであ
って、高圧の作動油(2)を油圧源θ4より供給される
。11) to αυ are completely the same as in the above conventional device. α2 is a hydraulic bearing provided between the movable mass and the vibrating body, and is supplied with high pressure hydraulic oil (2) from a hydraulic source θ4.
いま油圧ベアリシグの有効断面積をA1作動油圧力fq
とすると、油圧ベアリングに発生する支持力Rは、以下
のようになる。Now, the effective cross-sectional area of the hydraulic Bearisig is A1 hydraulic oil pressure fq
Then, the supporting force R generated in the hydraulic bearing is as follows.
R−Aqoo“−(7)
従って油圧ベアリング部分の摩擦力が無視できるものと
すれば、この場合の摩擦力Qは、以下のようになる。R-Aqoo"-(7) Therefore, assuming that the frictional force of the hydraulic bearing part can be ignored, the frictional force Q in this case is as follows.
Q−−μ(w = R> ・・・・・
・(8)このように例えば、支持力Rを可動質量の重量
Wの9/lこなるように作動油圧力等を調節してやれば
、油圧ベアリングを用いた場合の摩擦力Qを従来の摩擦
力Pの/、。程度とすることも可能である。Q--μ(w = R>...
・(8) For example, if the hydraulic oil pressure is adjusted so that the supporting force R is 9/l of the weight W of the movable mass, the frictional force Q when using a hydraulic bearing can be reduced to the conventional frictional force. P's/,. It is also possible to set it as a degree.
このように第1図のように構成された振動制御装置では
、従来の振動制御装置と同等の可動質量を用いながら、
摩擦力の大きさを無視しうるものとすることができる。In this way, the vibration control device configured as shown in Fig. 1 uses the same movable mass as the conventional vibration control device, but
The magnitude of the frictional force can be made negligible.
また可動質量の運動方向拘束等lこ用いる従来からのこ
ろがりベアリング等支持装置Eこ加わる荷重が小さくな
ることからこれらの寿命も大幅に延ばすことができる。In addition, since the load applied to conventional supporting devices such as rolling bearings, such as restraining the direction of movement of the movable mass, is reduced, the life of these devices can be significantly extended.
この発明は以上説明したとおり、可動質量の重量の一部
を油圧ベアリングにより支持するという実現しやすい方
法により、低い振動レベルでの振動制御に悪影響を与え
る摩擦力の影響を有効に軽減し、振動制御装置の振動低
減効果を改善し、可動質量の重bck支持するころがり
ベアリング等の寿命を延ばす効果がある。As explained above, this invention uses an easy-to-implement method of supporting part of the weight of a movable mass with hydraulic bearings, which effectively reduces the effects of frictional forces that adversely affect vibration control at low vibration levels, and This has the effect of improving the vibration reduction effect of the control device and extending the life of rolling bearings, etc. that support the weight of the movable mass.
第1図はこの発明の一実施例を示す図、第2図は従来の
振動制御装置を示す図、第3図は振動制御装置の原理を
示す図、第4図は摩擦の無い場合の制御力特性を示す図
、第5図は、摩擦力を考慮した場合の制御力特性を示す
図である。
図においてil+は可動質量、(2)はバネ、(3)は
アクチュエータ、(4)は振動体、(5)は加速度計、
(6)は制御器である。
なお各図中同一符号は同一または和尚部分を示す。Fig. 1 shows an embodiment of the present invention, Fig. 2 shows a conventional vibration control device, Fig. 3 shows the principle of the vibration control device, and Fig. 4 shows control when there is no friction. FIG. 5, a diagram showing force characteristics, is a diagram showing control force characteristics when frictional force is taken into consideration. In the figure, il+ is a movable mass, (2) is a spring, (3) is an actuator, (4) is a vibrator, (5) is an accelerometer,
(6) is a controller. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or similar parts.
Claims (1)
手段と、上記振動体の振動方向に往復動する可動質量と
、可動質量または振動体に取り付けられ、可動質質量に
作用する重力方向に支持力を発生する油圧ベアリングと
、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。a vibration detection means for detecting the vibration of a vibrating body that vibrates in response to external force; a movable mass that reciprocates in the vibration direction of the vibrating body; A hydraulic bearing that generates a supporting force, an actuator fixed to the vibrating body and driving the movable mass, and controlling the actuator so as to output a control force proportional to the vibration speed of the vibrating body detected by the vibration detection means. A vibration control device comprising: a controller for controlling vibrations;
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1169287A JPS63180744A (en) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | Vibration controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1169287A JPS63180744A (en) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | Vibration controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63180744A true JPS63180744A (en) | 1988-07-25 |
Family
ID=11785082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1169287A Pending JPS63180744A (en) | 1987-01-21 | 1987-01-21 | Vibration controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63180744A (en) |
-
1987
- 1987-01-21 JP JP1169287A patent/JPS63180744A/en active Pending
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