JPS63217075A - Hydraulic type vibration damping apparatus - Google Patents

Hydraulic type vibration damping apparatus

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JPS63217075A
JPS63217075A JP5104187A JP5104187A JPS63217075A JP S63217075 A JPS63217075 A JP S63217075A JP 5104187 A JP5104187 A JP 5104187A JP 5104187 A JP5104187 A JP 5104187A JP S63217075 A JPS63217075 A JP S63217075A
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additional mass
vibration
cylinder
vibration damping
displacement
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信良 羽生田
精一 永田
治彦 川崎
智史 久保
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Kayaba Industry Co Ltd
Takenaka Komuten Co Ltd
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  • Vibration Prevention Devices (AREA)
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、構造物の制振装置に関し、更に訂しくは、地
震や風による構造物の揺れを防止し、よりlOi層な構
造物の建設を可能とすると共に、揺れが少なく快適な居
住性を実現するために、構造物に設置する制振装置に関
するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a vibration damping device for structures, and more particularly, to prevent the shaking of structures due to earthquakes and wind, and to reduce the vibration of structures with more lOi layers. This invention relates to vibration damping devices installed in structures to enable construction and provide comfortable living with less shaking.

(従来の技術) 建物、鉄塔等の構造物は、一般的に小さな減衰要素しか
持たないことが多く、風、地震等の動的外乱を受けて1
m構造物共振し、低周波振動が起りやすくなっている。
(Prior art) Structures such as buildings and steel towers generally have only small damping elements, and when subjected to dynamic disturbances such as wind and earthquakes,
m Structures resonate and low frequency vibrations are likely to occur.

特に中高層ビルにおいては、j虱や地震笠による撮動の
ための居住性が問題となる。
Particularly in mid-to-high-rise buildings, livability is a problem for photographing with louse and earthquake shade.

上述した構造物の撮動をおさえるため、構造物に減衰要
素を付加し共振時の応答倍率を下げる方法が存在した。
In order to suppress the above-mentioned imaging of the structure, there is a method of adding a damping element to the structure to lower the response magnification during resonance.

この方法には、構造物に受動的な減衰要素を取り付け、
構造物の振動エネルギーを吸収することで、j騒動軽減
を図る受動式撮動制御装置と、構造物に制振用のコント
ロールデバイスを装置し、外部から制振エネルギーを供
給して積極的に構造物の振動低減を図る能動式振動制御
装置が存在づる。
This method involves attaching passive damping elements to the structure;
By absorbing the vibration energy of the structure, a passive imaging control device is installed to reduce disturbances, and a vibration damping control device is installed on the structure, and vibration damping energy is supplied from the outside to proactively control the structure. There are active vibration control devices that aim to reduce vibrations of objects.

能動式は受動式の欠点である(1)構造物の復改の振動
モードについて、同時に制振しにくい。
The active type has the disadvantages of the passive type: (1) It is difficult to damp the vibration mode of the reconstruction of the structure at the same time.

〈2)構造物の特性が変化したときにi++振効果が低
減する。(3)大きな振動低減効果が1りにくい。
<2) The i++ vibration effect is reduced when the properties of the structure change. (3) It is difficult to achieve a large vibration reduction effect.

ことを改善する点で注目を集めている。It is attracting attention for its ability to improve things.

従来庁在した能動式振動制御装置を第6図に示す。A conventional active vibration control device is shown in FIG.

構造物1の上部に直線的に移動可能な付加マス2を設置
し、該付加マス2は構造物1に固定したアクチュエータ
3によって運動する。付加マス2とアクチュエータ3の
間には支持バネ4が存在し、(=j加マス2の中立位置
を保つ。
A linearly movable additional mass 2 is installed on the top of the structure 1, and the additional mass 2 is moved by an actuator 3 fixed to the structure 1. A support spring 4 exists between the additional mass 2 and the actuator 3, and maintains the neutral position of the additional mass 2 (=j).

構造物1に外力が加わると、4r4造物1に設置した1
辰動レンサ5により構造物加速度を検出し制御:≦7に
入力する。制御器Zには、センサによって検出した付加
マス速度も入力される。制御器2では、構造物加速度か
ら積分器1/Sによって構造物速度を求め、これと前記
付加マス速度の偏差をとり、この信号を電力増幅器aに
より増幅し、アクチュエータ電流として出力ざV、付加
マス2を運シJさせる。すなわら、外力を受けて共振し
ている構造物1の振!jlffiに応じてアクチュエー
タ3が付加マス2を動かし、このときの付加マス2の運
動反力が構造物1の外力を打消して振動を抑制する。
When an external force is applied to structure 1, 1 installed on 4r4 structure 1
The acceleration of the structure is detected by the kinetic sensor 5 and inputted to control: ≦7. The additional mass velocity detected by the sensor is also input to the controller Z. In the controller 2, the structure velocity is obtained from the structure acceleration using the integrator 1/S, the deviation between this and the above-mentioned additional mass velocity is taken, and this signal is amplified by the power amplifier a, and the output voltage V and the additional mass velocity are calculated as the actuator current. Make square 2 lucky. In other words, the vibration of structure 1 which is resonating due to external force! The actuator 3 moves the additional mass 2 according to jlffi, and the reaction force of the additional mass 2 at this time cancels the external force of the structure 1 and suppresses vibration.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記従来例によれば、付加マスをアクチ
ュエータで′iri磁的に動作さUるため、大きなaI
ll I!効果を得るためにはアクチュエータが大型化
し、制振′!&置装体のm長比を111りという問題点
があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, according to the above conventional example, since the additional mass is magnetically operated by the actuator, a large aI is required.
ll I! In order to obtain the effect, the actuator must be larger and vibration damping'! & There was a problem that the m-length ratio of the device body was 111.

また従来例では構造物および付加マスの速度をデータと
して付加マスの動作を制御するものであるが、構造物の
振動には各種の要素が関係し、構造物および付加マスの
速度だけでは十分な制振効果を発揮できる制御をするこ
とができないという問題点があった。
In addition, in the conventional example, the movement of the additional mass is controlled using the speed of the structure and additional mass as data, but various factors are involved in the vibration of the structure, and the speed of the structure and additional mass alone is not sufficient. There was a problem in that it was not possible to control the vibration damping effect.

本発明は上記従来例の問題点に鑑みなされたもので、構
造物の制振に油圧を用い各種変数から構造物の制振を制
御する油圧式制振装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the problems of the conventional example, and an object of the present invention is to provide a hydraulic vibration damping device that uses hydraulic pressure to damp the vibration of a structure and controls the vibration damping of the structure from various variables.

(問題点を解決するための手段) 上記目的を達成するため本発明は、構造物の蚕勤方向に
運動可能な付加マスと、該付加マスを運動さける手段か
ら成る振動制御装置において、前記付加マスを、構造物
に固定した油圧シリンダと連結すると共に、構造物の変
位、f」加マスの変位、その他の状態′1!l数の状態
号を求める状態変数検出手段と、評価関数を最小にする
制御入力を演鐸する演算部とから成り、この制御入力信
号Uによりnス1記油圧シリンダに油を供給する。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a vibration control device comprising an additional mass movable in the direction of graining of a structure and a means for avoiding movement of the additional mass. The mass is connected to a hydraulic cylinder fixed to a structure, and the displacement of the structure, f'' displacement of the mass, and other states '1! It consists of a state variable detection means for determining l number of state numbers, and an arithmetic unit for calculating a control input that minimizes the evaluation function, and supplies oil to nth hydraulic cylinders in response to this control input signal U.

状態変数検出手段では、構造物や付加マスに設置したセ
ンサから、静止時の状態■をOとした種々の振動に関係
する変数を状態変数ベクトルオとして検出する。演算部
では、最適フィードバックベク[・ルをrとすると、制
御入力信@Uはu=Iryによって求められる。最適フ
ィードバックベクトル1は2次形式の評価関数を最小に
するよう設計され、r=−r 1bI)で与えられる。
The state variable detection means detects various vibration-related variables, with the resting state (2) being O, as a state variable vector (O) from sensors installed on the structure or additional mass. In the arithmetic unit, the control input signal @U is determined by u=Iry, where the optimal feedback vector [·le is r]. The optimal feedback vector 1 is designed to minimize the quadratic evaluation function and is given by r=-r 1bI).

ここでIPはP/A十KIP −IP lb v−’ 
 lb’IP + Q −0のリカツティの行列方程式
を満足するものである。
Here IP is P/A ten KIP -IP lb v-'
This satisfies the Riccuti matrix equation of lb'IP + Q -0.

1rは制御人力Uの重み行列であり、入力のパワーが無
限大となるような実現不可能な解にt11達するのを防
止する。
1r is a weight matrix of the control human power U, and prevents reaching an unrealizable solution t11 where the input power becomes infinite.

■は状態変数に対する重み行列で、精度よく制御したい
状態変数に対応する重みを大きくとる。
(2) is a weight matrix for state variables, and a large weight is assigned to a state variable that is desired to be controlled accurately.

A、Toは構造物、付加マスの貢椿、ばね定数、減衰定
数、油圧シリンダの特性から求められる行列である。
A and To are matrices obtained from the structure, the contribution of the additional mass, the spring constant, the damping constant, and the characteristics of the hydraulic cylinder.

(作用) 本発明は上記のように構成したので、Iff!造物が振
動すると、構造物および付加マスに設置した状態変数検
出手段から静止状態を塁準とした信号が検出され、演i
部で、最適レギュレータ1g!論により評価関数を最小
にするような制御入力を求め、この制御入力信号を出力
する。この出力信号により油圧シリンダに油を供給し、
付加マスの往復運動を行ない、構造物の振りJエネルギ
ーを吸収し、構造物の撮動低減を図る。
(Function) Since the present invention is configured as described above, If! When the structure vibrates, the state variable detection means installed in the structure and the additional mass detect a signal based on the stationary state, and the
In the section, the optimal regulator 1g! A control input that minimizes the evaluation function is determined by theory, and this control input signal is output. This output signal supplies oil to the hydraulic cylinder,
The additional mass is reciprocated to absorb the swing J energy of the structure and reduce the number of images of the structure.

(実施例) 本発明の一実施例について図面を参照しながら説明する
(Example) An example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第4図に構造物の上部に52置された制振Pi置の側面
図を示し、第5図にその平面図を示で。
Fig. 4 shows a side view of 52 vibration damping Pi devices placed on the top of the structure, and Fig. 5 shows its plan view.

構造物1の最上部に直方体の付加マス2を設置する。付
加マス2の周面にそれぞれシリンダ6を装着し、このシ
リンダ6のロッド@7の一端を、イ」加マス2を囲むよ
うに横漬物1に立設した壁8に連結する。付加マス2の
中央にはシリンダ6に油を供給する油圧ユニット9が設
置されている。
A rectangular parallelepiped additional mass 2 is installed at the top of the structure 1. A cylinder 6 is attached to the circumferential surface of each additional mass 2, and one end of a rod @7 of the cylinder 6 is connected to a wall 8 erected on the horizontal pickle 1 so as to surround the added mass 2. A hydraulic unit 9 that supplies oil to the cylinder 6 is installed in the center of the additional mass 2.

付加マス2の底部には車輪10を装着し、4本のシリン
ダの油の供給の仕方によって付加マス2が壁8で囲まれ
た水平面上を自由に移動可能へよ−うになっている。ま
た壁8で囲まれた水平面は、摩1察力を小さくし車輪1
0が動きやすくなっている。
Wheels 10 are attached to the bottom of the additional mass 2, and the additional mass 2 can be freely moved on a horizontal surface surrounded by a wall 8 depending on how oil is supplied to the four cylinders. In addition, the horizontal surface surrounded by the wall 8 reduces the friction force and the wheel 1
0 is easier to move.

第1図に本発明の実施例のモデル図を示す。FIG. 1 shows a model diagram of an embodiment of the present invention.

構造物1の上部にシリンダ6により移動可能な(j加マ
ス2を装着する。第1図では簡略化のため付加マス2は
1本のシリンダで移動するようにした。また実際の装置
では、構造物1、付加マス2は水平方向へ揺れるが、モ
デル図では上下方向に娠8するようになっている。
An additional mass 2 that is movable by a cylinder 6 is attached to the upper part of the structure 1. In FIG. 1, for the sake of simplicity, the additional mass 2 is moved by one cylinder. The structure 1 and the additional mass 2 swing horizontally, but in the model diagram, they swing vertically.

ぞ゛れの変位X、、X、を検出する。変位×1 、×2
は構造物1.付加マス2が静止している状態をOとして
正負の値をとるようにする。
Detect the displacement X,, X, of the slip. Displacement×1,×2
is structure 1. The state in which the additional mass 2 is stationary is assumed to be O, and the values are positive and negative.

変位検出手段からの信号は、状態変数δり足部W、演算
部yから成る制御器Zに入力される。状態変数設定部W
では、構造物及び付加マス2の変位X、、X、から構造
物1と付加マス2の相対変位X2(Xi  XI)およ
び、X、 、X、を微分器Sを介することにより、構造
物の速度長、および相対速度×2の状態変数を求める。
The signal from the displacement detection means is input to a controller Z consisting of a state variable δ subtractor W and an arithmetic unit y. State variable setting part W
Now, from the displacements X, , X, of the structure and additional mass 2, the relative displacement X2 (Xi XI) of structure 1 and additional mass 2, and Find the velocity length and the state variable of relative velocity x 2.

また構造物1の速度等は、速度検出手段又は速度信号発
iL器を構造物1に設けることにより直接求めることら
できる。
Further, the speed etc. of the structure 1 can be directly determined by providing the structure 1 with a speed detection means or a speed signal generator.

これらの信号は演算部yに入力され、×4、×2’ 、
交I Nλ2′に予め決定されている最適フ(−トハツ
クヘクト、ILzff=(f+  、ft 、f3 、
f、  )のr、、r、 、r、、r4をそれぞれ乗じ
、それぞれの値を加え、制御入力u=f、x、+f2x
、+f、 灸、+f、x2を1りる。
These signals are input to the calculation unit y, and are calculated as ×4, ×2',
The optimal f(-txhect, ILzff=(f+, ft, f3,
Multiply r, , r, , r, , r4 of f, ), add each value, and control input u=f, x, +f2x
, +f, moxibustion, +f, x2.

制御器2から出力される制御人力Uは、サーボ弁13の
スプール14を活動させるソレノイド155に通電する
ようになっている。サーボ弁13の油圧供給側に設けら
れた3つのボートのうち、中央のボート16はポンプP
(図示せず)に連通し、ム右のボート17.18はそれ
ぞれタンクT(図示せず)に連通している。サーボ弁1
3に設けられた2つのボート19.20はそれぞれシリ
ンダ6の亨に連通している。
The control human power U output from the controller 2 is adapted to energize a solenoid 155 that activates the spool 14 of the servo valve 13. Among the three boats provided on the hydraulic pressure supply side of the servo valve 13, the center boat 16 is connected to the pump P.
(not shown), and the right boats 17 and 18 each communicate with a tank T (not shown). Servo valve 1
The two boats 19 and 20 provided in the cylinder 3 communicate with the top of the cylinder 6, respectively.

第1図に示づモデル図では、シリンダ6のシール部から
の油の漏れを考慮し、絞りR,R,およびタンクを用い
て油が流出する様子をモデル化しである。
In the model diagram shown in FIG. 1, the leakage of oil from the seal portion of the cylinder 6 is taken into consideration, and the flow of oil is modeled using the throttles R, R, and a tank.

構造物1が風や地震の外力を受シブ第1図の上側方向へ
揺れ始めたとすると、1zれの状況を変位検出手段11
.12で検知し、この信号を制御器Zに入力し、制御人
力Uをv4痺する。
Assuming that the structure 1 receives external forces such as wind or earthquake and begins to sway upward in FIG.
.. 12, this signal is input to the controller Z, and the control human power U is paralyzed v4.

制御入力(1はソレノイド15に通電され、サーボ弁1
3のスプール14を第1図の右方向へ摺動させる。スプ
ール14が右方向へ活動するとボート17が閉じられ、
ポンプPからの油はボート16、ボート20、下方のシ
リンダ室へ流れ、シリンダ6内のビス1〜ンを押し上げ
、上方のシリンダ室の油はボート19、ボート18を介
してタンクTに導かれる。
Control input (1 energizes solenoid 15, servo valve 1
Slide the spool 14 of No. 3 to the right in FIG. When the spool 14 moves to the right, the boat 17 is closed,
Oil from the pump P flows to the boats 16, 20, and the lower cylinder chamber, pushing up the screws 1 to 1 in the cylinder 6, and the oil in the upper cylinder chamber is led to the tank T via the boats 19 and 18. .

この結果シリンダ6のロッド7が摺動し、付加マス2を
構造物1の動きに遅れて同じ側である上側へ移動させる
(第1図はモデル図のためt41直方向へロッド7が活
動するようになっている)。
As a result, the rod 7 of the cylinder 6 slides, causing the additional mass 2 to move upward, which is the same side, behind the movement of the structure 1 (Figure 1 is a model, so the rod 7 is activated in the direction perpendicular to t41). ).

構造物1が下側に揺れると、制御人力Uの符号が逆にな
り、サーボ弁13のスプール14が逆に摺動し、付加マ
ス2の移動方向も逆になる。従って、付加マス2を動か
すことによる反力により、外力と反対方向の制御力を構
造物に5えることにより構造物1の振動の低減を図る。
When the structure 1 swings downward, the sign of the control human power U is reversed, the spool 14 of the servo valve 13 slides in the opposite direction, and the direction of movement of the additional mass 2 is also reversed. Therefore, by applying a control force in the opposite direction to the external force to the structure by the reaction force generated by moving the additional mass 2, the vibration of the structure 1 is reduced.

次に最適フィードバックベクトルff = <f 、 
 、f2、r、 、f、)の設定について説明する。
Then the optimal feedback vector ff = <f,
, f2, r, , f,) will be explained.

1、シスアムの微分方程式 外ノJを[、構造物1と付加マス2間に作用する力をU
、構造物1の質請をMl、構造物1の減衰定数をC1、
構造物]のばね定数をに、どすると、(資)′J71物
の運動ノj程式は F−L+=M+  x t  +C+  x +  +
に+  X +                  
        (1)となる。
1. Let the system differential equation outside J be [, the force acting between structure 1 and additional mass 2 be U
, the quality of structure 1 is Ml, the damping constant of structure 1 is C1,
When the spring constant of the structure is reduced to , the equation of motion of the object is F−L+=M+
To + X +
(1) becomes.

付加マスの質量をM、とすると 付加マスの運動方程式は IJ−MI X r                
(2)と な る。
If the mass of the additional mass is M, the equation of motion of the additional mass is IJ-MI
(2) becomes.

シリンダの受圧面積を△、シリンダの各室の圧力をρ、
P2、シリンダの減衰定数をC7、シリンダのばね定数
をに、とし、シリンダの出力および摩擦力はぜ口と考え
ると制御力は、 U−△(P、 −P、 ) −C,(交+−xl)−K
t (Xl −XI >     (3)と な る。
The pressure receiving area of the cylinder is △, the pressure in each chamber of the cylinder is ρ,
P2, the damping constant of the cylinder is C7, the spring constant of the cylinder is -xl)-K
t (Xl - XI > (3).

シリンダに33ける連続の式は、サーボ弁からシリンダ
に流入する流徴をC3、シリンダからサーボ弁へ流出す
る流惜をC7、各シリンダ室から外部へ漏れる流aをC
3、C4、第1図の下部のシリンダ室から上部のシリン
ダ室へ漏れる流分をQ、とすると、 RV+ /に−Q+ −A (XI −Q + ) −
Qs −Ql         (4)RV+  、/
に一−Ql  +A (x、  −Ml  )  −〇
a  +Qt                  (
5)となる。
The equation of continuity in cylinder 33 is: C3 is the flow that flows into the cylinder from the servo valve, C7 is the flow that flows out from the cylinder to the servo valve, and C is the flow a that leaks from each cylinder chamber to the outside.
3.C4.If the flow leaking from the lower cylinder chamber to the upper cylinder chamber in Fig. 1 is Q, then RV+ / -Q+ -A (XI -Q + ) -
Qs −Ql (4)RV+ , /
-Ql +A (x, -Ml) -〇a +Qt (
5).

シリンダ室からの流れを考慮したモデルにおいて、 R
,l’;1.を絞りの係数とすると絞りの式は Q、 −R,P。
In a model that takes into account the flow from the cylinder chamber, R
,l';1. If is the aperture coefficient, the aperture formula is Q, -R,P.

Q、 −R,P。Q, -R,P.

Q、 −R,(P、 −P、 >          
   (6)となる。
Q, −R, (P, −P, >
(6) becomes.

次にサーボ弁の特性を考える。Next, consider the characteristics of the servo valve.

サーボ弁の定格fi流をlr、定格広間をQr、供給圧
力をPsとすると、 i≧0の場合 Ql  −(i /Ir  )Qlノ(Pa −了り一
丁/35                     
 (7)Q、 −(i /Ir ) Qr7?”π’3
5              (8)1<0の場合 Ql = (: / ] r ) orEフ5(9)0
+ −(i 、’Ir ) Qr (Ps −P+ )
 /35         (10)となる。
Assuming that the rated fi flow of the servo valve is lr, the rated flow is Qr, and the supply pressure is Ps, when i≧0, Ql - (i / Ir ) Ql (Pa - 1/35
(7) Q, -(i/Ir) Qr7? "π'3
5 (8) If 1<0, Ql = (: / ] r ) orE f5 (9) 0
+ −(i, 'Ir) Qr (Ps −P+)
/35 (10).

2、微分方程式の線形化 (7)〜〈10)式を平衡点(P、−P、。P、−P、
。i−i、)の近端で線形化し、 をとり、ΔFを外乱として取板い、状態方程式%式%(
12) で表現する。このとき行列A、1bは、それぞれ4行4
ダ1.4111列の行列となり、行列の各要素は1大の
ようになる。
2. Linearization of differential equations (7) to (10) to the equilibrium point (P, -P,.
. Linearize at the near end of i-i,), take ΔF as a disturbance, and write the equation of state% (
12) Expressed as. At this time, matrices A and 1b each have 4 rows and 4
It becomes a matrix with 1.4111 columns, and each element of the matrix has a size of 1.

△1.−〇 △IL”’0 Δ1、−1 Δlや一〇 △2.−〇 △1、−〇 A、、−O A、4−1 A、、 −−に、 /M。△1. −〇 △IL”’0 Δ1, -1 Δl and 10 △2. −〇 △1, -〇 A,,-O A, 4-1 A,, --ni, /M.

A、、 −に、 /M。A,, -ni, /M.

△、、−−C,/M。Δ,,--C,/M.

A、、−(L/M、 ) (2A’ / (β+R+ 
+2Rt )−←C,)A、、−に、 /M。
A,,-(L/M, ) (2A'/(β+R+
+2Rt)-←C,)A,,-to, /M.

A、、 −−Ki  (MI +M+ ) /M+ M
y八へ−〇、/M。
A,, --Ki (MI +M+) /M+ M
To y8-〇,/M.

へ〇−−((M、 +M、 ) /M、 M、 ) (
2Δ’/(β+R+ 4−2R1) +C1lb、、−
to〇−−((M, +M, ) /M, M, ) (
2Δ'/(β+R+ 4-2R1) +C1lb,,-
.

b>、−。b>, -.

bl、−−(1/M、> (2Aα/(β+R1+2R
+ ) )b4+ −(MI +lv4. /M+ l
vk ) (2Aα/(β+R,+2R,) )ここで
出力ベクトルyを ど定fi−すると出り方程式は次のようになる。
bl, --(1/M, > (2Aα/(β+R1+2R
+ ) )b4+ −(MI +lv4./M+ l
vk ) (2Aα/(β+R, +2R,)) Here, if the output vector y is set to constant fi-, the output equation becomes as follows.

W−Cr 3、最適レイュレークの設計 (12) (14)式で表現されている制rIa系にお
いて、3甲  画  関  数 (15)式を最小にするR遍しギュレータを設計する。
W-Cr 3. Design of optimal Ray Lake (12) In the control rIa system expressed by equation (14), design an R-universal regulator that minimizes equation (15).

制御人力Uをスカラ潰としたので、入力の重み係数「も
スカラ間とした。
Since the control human power U is set to scalar, the input weighting coefficient ``is also set to scalar.

状態変数に対する瑣み行列Qを とjj <と、SiV価圓数Jは に対応する重み係数(1を大きくとることにより、&l
 iH効果が大きいものから小さいものまで制御系を自
由に設計できる。
If the size matrix Q for the state variable is jj <, then the SiV number J is the weighting coefficient corresponding to
Control systems can be freely designed from those with large iH effects to those with small iH effects.

R退入力U°は最適フィードバックベクトルt”−(f
、  、r、  、f、  、f、  )により次のよ
うに表わされる(u”−Δ:’)、u”J@y −f 
+Δx、+4.Δx、’+4.Δx、+f、Δj’  
  (18)制御系のブロック図を第3図に示す。
The R retraction force U° is the optimal feedback vector t''-(f
, , r, , f, , f, ) is expressed as follows (u"-Δ:'), u"J@y-f
+Δx, +4. Δx,'+4. Δx, +f, Δj'
(18) A block diagram of the control system is shown in FIG.

(15)式で表わされたJを最小にする最適フィードバ
ックベクトルぎ0は一般式 %式%(19) で与えられる。ただし、IPは次のりカッティの行列方
程式を満たす正定唯−解である。
The optimal feedback vector 0 that minimizes J expressed by equation (15) is given by the general formula (19). However, IP is a positive definite unique solution that satisfies the following Norikatti matrix equation.

PA+A P−P Ib r Ib1p+o−o   
      (20)上)本の実施例では、状態変数ベ
タ1ヘルは、構造物1の変位x3、構造物1に対する付
加マス2の相対変位×2、構造物1の速度灸1、構造物
1と付加マス2の相対速度×2で表現したが、池の厖g
−なわち、制娠装置取付位置における構造物1の変位x
3、付加マス2の変位×2 、構造物1の最下部又は地
面の変位×O1構造物1に対する付加マス2の相対変位
x7、シリンダ各室の圧力P1 、P2%サーボ弁13
のスプール14の変位×、どし、この中から制御に重要
な要素を取り出し状態変数ベクトルを表現してもよい。
PA+A P-P Ib r Ib1p+o-o
(20) Upper) In the book example, the state variable Beta 1 Hell is the displacement of structure 1 x 3, the relative displacement of additional mass 2 with respect to structure 1 x 2, the velocity moxibustion 1 of structure 1, and the structure 1. Expressed as relative velocity of additional mass 2 x 2, pond g
- i.e. the displacement x of the structure 1 in the braking device installation position
3. Displacement of additional mass 2 x 2, Displacement of the bottom of structure 1 or the ground x O1 Relative displacement of additional mass 2 with respect to structure 1 x 7, Pressure in each cylinder chamber P1, P2% Servo valve 13
The displacement of the spool 14×,d. It is also possible to extract important elements for control from among these and express the state variable vector.

この場合針(西関数Jは次のようにするのが適当である
In this case, it is appropriate for the needle (West function J) to be as follows.

(a )y −(x、x2x、x、)のときru”)d
t (b )y= (x、x、x、x2)のとき(c)ドー
(XI X2 XI XI DI D? )のとき油の
圧縮性を考慮した場合にはp+ 02を追加するのが有
効である。
(a) When y − (x, x2x, x,), ru”)d
t (b) When y= (x, x, x, x2) (c) When (XI X2 XI XI DI D?) When considering the compressibility of oil, it is effective to add p+ 02 It is.

rlJ’)dt のとき rLI’)dtまたは のどさ ru2)dtまたは J−ハ(I IX +÷q 、 x、 +ru’ )d
t第2図は本発明の他の実施例を示すもので、油[[シ
リンダ6を駆動する手段として可変ポンプ20を用いた
しのぐある。
rlJ') dt when rLI') dt or throat ru2) dt or J-ha (I IX +÷q, x, +ru') d
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention, in which a variable pump 20 is used as a means for driving the oil cylinder 6.

制御器Zからの制御人力Uを傾転角制御装″a21に入
力し、この傾転角制t111置内ではコン[・ローラに
より制御人力Uをパイロット弁を駆動する信号に変換し
、パイロン[・弁の駆動によりThJ変ポンプ21に加
える圧力を調整する。可変ポンプ21は傾転角制W装置
22の圧力を受けて自動的に流ffiを変える。他の構
成は第1図の実施例と同じであるが、状態変数ベクトル
×を設定する場合、スプールの変位×、を可変ポンプ2
1の傾転角指令X、に置き代える。
The control human power U from the controller Z is input to the tilting angle control device "a21," and within this tilting angle control device "t111, the control human power U is converted into a signal for driving the pilot valve by a controller roller. - The pressure applied to the ThJ variable pump 21 is adjusted by driving the valve.The variable pump 21 automatically changes the flow ffi in response to the pressure of the tilt angle control W device 22.The other configuration is the embodiment shown in FIG. However, when setting the state variable vector ×, the displacement of the spool ×,
Replace it with the tilt angle command X of 1.

(発明の効果) 本発明は、上述したように、撮動に関係する構造物の変
位等の’e数を状態変数として最適レギュレータ理論に
よって制御を行なうので、精度よく制御したい状態変数
に対応する重みを大きくとることにより、偽造物に適し
た制御を行なうことが可能となり、付加マスの1AI、
付加マスの振動ストロークを効率よく設計できるので、
制振装置の小型化を図ることができる。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention performs control based on the optimal regulator theory using the 'e number such as the displacement of a structure related to imaging as a state variable. By increasing the weight, it becomes possible to perform control suitable for counterfeits, and 1 AI of the additional mass,
Since the vibration stroke of the additional mass can be designed efficiently,
It is possible to downsize the vibration damping device.

また、付加マスを油圧シリンダで運動させるように構成
したので、小さな装置で大ぎな力を発揮することができ
る面からち制振装置の小形化を図れる。その結果、構造
物の重ffi負担が少なくなり、構造物の強度を低減で
き、構造物自体の軽量化を図ることができ、一段と高層
な構造物の建%Qが可能となる。
Furthermore, since the additional mass is configured to be moved by a hydraulic cylinder, the vibration damping device can be made more compact since a large amount of force can be exerted with a small device. As a result, the heavy load on the structure is reduced, the strength of the structure can be reduced, the weight of the structure itself can be reduced, and even taller structures can be built.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実IM列を示す制賑′!装置のモデ
ル図、第2図は他の実施例を示すモデル図、第3図は制
御系のブロック図、第4図は本発明の制振装置の側面図
、第5図は制振装置の平面図、第6図は従来の制振装置
のモデル図である。 1・・・・・・構造物  2・・・・・・付加マス6・
・・・・・シリンダ 11.12・・・・・・変位検出手段 (状態変数検出手段) W・・・・・・状態変数設定部 y・・・・・・ii!
[0部2・・・・・・制御器 昭和62年3月4日 出  願  人  カヤバエ業株式会社jJl 図 第4図 第5図
FIG. 1 shows an actual IM column of the present invention! 2 is a model diagram showing another embodiment, FIG. 3 is a block diagram of the control system, FIG. 4 is a side view of the vibration damping device of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of the vibration damping device. The plan view, FIG. 6, is a model diagram of a conventional vibration damping device. 1...Structure 2...Additional mass 6.
...Cylinder 11.12...Displacement detection means (state variable detection means) W...State variable setting section y...ii!
[Part 0 2...Controller Filed on March 4, 1986 Kayabae Gyo Co., Ltd. Figure 4 Figure 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 構造物の振動方向に運動可能な付加マスと、該付加マス
を運動させる手段から成る振動制御装置において、 前記付加マスを、構造物に固定した油圧シリンダと連結
すると共に、静止状態を0とした構造物の変位、付加マ
スの変位、その他の構造物の振動に関係する状態変数の
状態量を求める状態変数検出手段と、最適レギュレータ
理論により評価関数を最小にする制御入力を演算する演
算部とから成り、この制御入力信号により前記油圧シリ
ンダに油を供給することを特徴とする油圧式制振装置。
[Scope of Claims] A vibration control device comprising an additional mass movable in the vibration direction of a structure and means for moving the additional mass, the additional mass being connected to a hydraulic cylinder fixed to the structure, State variable detection means for determining the state quantities of state variables related to the displacement of the structure with the static state as 0, the displacement of the additional mass, and the vibration of other structures, and a control input that minimizes the evaluation function using optimal regulator theory. 1. A hydraulic vibration damping device, comprising: a calculation unit that calculates a control input signal, and supplies oil to the hydraulic cylinder according to the control input signal.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02204582A (en) * 1989-02-02 1990-08-14 Kayaba Ind Co Ltd Damping device for building
US5666770A (en) * 1994-04-22 1997-09-16 Kayaba Kogyo Kabushiki Kaisha Vibration damping equipment

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