KR960015417B1 - 진동감쇠장치(Vibration damping system) - Google Patents

진동감쇠장치(Vibration damping system) Download PDF

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KR960015417B1
KR960015417B1 KR1019890014397A KR890014397A KR960015417B1 KR 960015417 B1 KR960015417 B1 KR 960015417B1 KR 1019890014397 A KR1019890014397 A KR 1019890014397A KR 890014397 A KR890014397 A KR 890014397A KR 960015417 B1 KR960015417 B1 KR 960015417B1
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이시가와지마 하리마 주우고오교오 가부시기가이샤
이나바 고오사꾸
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Abstract

내용 없음

Description

진동감쇠장치
제 1 도는 본 발명에 다른 현수교 타워에 가설된 진동감쇠장치를 보여주는 개략도.
제 2 도는 구조물에 대한 감쇠장치의 정면도.
제 3 도는 제 2 도의 평면도.
제 4 도는 진자의 진동계를 보여주는 도표.
제 5 도는 본 발명의 원리를 모델로서 보여주는 도표.
제 6 도는 본 발명의 추의 운동과 구조물의 진동사이의 관계를 보여주는 것으로, (A)는 변위, (B)는 속도, (C)는 가속도로서 보여주는 도표.
제 7 도는 본 발명의 위상제어장치의 적절한 실시예를 보여주는 블록도표.
제 8 도는 본 발명에 따른 위상제어장치의 다른예를 보여주는 블록도표.
제 9 도는 서어보(Servo)계의 지연을 보정하는 장치를 포함하는 회로의 또 다른 예를 보여주는 도표.
제 10 도는 서어보계 지연이 수정안된때의 변위를 보여주는 도표.
제 11 도는 서어보계 지연이 적당하게 수정된때의 변위를 보여주는 도표.
제 12 도는 본 발명이 고층건물에 적용된 경우를 보여주는 개략도.
제 13 도-제16도까지는 공지의 장치를 보여주는 개략도.
제 17 도는 본 발명에 따른 위상제어장치의 또 다른 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 타워 2 : 진동감쇠장치
3 : 흔들림감지기(가속도감지기) 11 : 모우터
15 : 진동대 17 : 실험체
21 : 제 1적분기 22 : 증폭기
24 : 모우터 구동장치 25 : 펄스발생기
26 : 제 2 적분기 27 : 비교측정기
31 : A/D 변환기 32 : 기억장치
33 : 위상제어기 34 : 위상설정기
35 : D/A변환기 40 : 위상이동장치
99 : 위상제어장치
본 발명은 구조물과 함께 사용하는데 적합한 진동감쇠장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 현수교의 타워, 초고층 빌딩, 타워, 철탑 등의 구조물 상부에 부착하여 이들 구조물의 풍하중(風荷重)(공기력)에 의한 진동이나, 지진에 의한 진동진폭을 억제하여 조기에 진동을 감쇠시키기 위하여 사용하는 진동감쇠장치에 관한 것이다.
종래, 이 종류의 진동감쇠장치로는 예를 들면, 이하에 설명하는 4개의 구성이 알려져 있다. 첫째는, 제13도에 표시되어 있고, 일본 특허 소60-92569호에 개시되어 있는 바와 같이, 진동물체의 진동량을 검출하는 검출수단(50)과 이 검출수단(50)에 의하여 검출된 진동량에 대응하는 감쇠력(damping force)을 진동물체(52)에 인가하는 구동장치(54)와, 감쇠력을 진동물체(52)에 인가할때의 힘의 편형을 달성하는 부가질량(56)을 가진 진동제어장치(58)에 있어서, 부가질량(56)의 과대한 움직임을 규제하는 정지장치(60) 및 이 정지장치(60)에 대한 부가질량(56)의 충격력을 흡수하는 완충부재(62)를 구비한 구성이고, 둘째는 제14도에 표시되어 있고, 일본국 특허 공개공보 소60-92570호에 개시되어 있는 바와 같이, 구조물(64)의 진동을 진동검출기(68)에서 검출하여, 이 검출신호를 기초로 하여 제어회로(70)에서 제어신호를 발생하여 이 신호에서 부가중추구동장치(66)의 구동을 제어하여 구조물(64)의 진동을 제어하도록 한 것에 있어서, 지상(地上)에 설치한 지진검출기(72)와 이론회로(74)로 구성되는 구조물 진동예지센서( 豫知 sensor)와 타이머(76)를 설치하여, 이 출력을 따라 부가중추구동장치(付加重錘驅動裝置)(66)에 전력을 공급하여 감쇠제어 가능상태로 한 구성이며, 세째는 제15A도, 제15B도에 표시되어 있고, 일본국 특허 공개공보 소59-97341호에 개시한 바와 같이, 구조물(78)의 천정부(80)에 가동이 자유롭게 재치한 부가질량(82)과, 천정부(80)에서의 돌기(86)에 정지부(84)를 고착한, 부가질량(82)을 구동하는 작동기(88)와, 이 작동기(88)를 작동시키는 제어부(90)와, 구조물(78)에 장착한 구조물의 진동을 검출하는 진동검출기(92)의, 검출신호에서 지반(94)의 진동검출기(96)의 검출신호를 감산하여 제어부의 입력으로 하는 감산회로(감산기)(98)로 되어 있는 구성이며, 네째는 제16도에 표시되어 있고, 일본국 특허 공개공보 소60-85165호에 개시되어 있는 바와 같이 구조물(100)에 부가중추구동장치(102)를 개재하여 구동하도록 한 구성에 있어서, 진동검출기(104) 및 부가중추 구동장치(102) 사이에 대역필터(110)를 제어장치(106) 및 전원(108)을 설치하여 구조물(100)의 진동을 검출하는 진동검출기(104)에서의 신호를 기초로 하여 부가 중추구동장치(102)를 접속한 구성이다.
그런데, 제13도의 구성은 정지장치(60)등을 지니고 있기 때문에 구조가 복잡하고, 제14도의 구성은 지상에 지진검출기(72)가 있기 때문에 제어장치가 복잡하고, 제15A도, 제15B도에 표시한 것은 감산회로(98)가 필요하기 때문에 진동검출기가 복수개 필요하고, 그리고 제16도에 표시한 것은 대여필터(110)가 필요하기 때문에 여분의 회로가 필요하다. 또, 상기 각종 종래의 방식의 것은 어느 구동체를 어떻게 감쇠할 것인가에 대한 구체적인 수단이 결여되어 있으며, 더욱이 구조물의 진동과 감쇠장치의 구동체의 구체적인 움직임에 관한 위상관계가 명확치 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기의 제문제점을 해결하고, 간단한 회로구성으로 구조물에 추(錘)의 운동에너지를 주어서 구조물에서 운동에너지를 박탈하도록 추의 위상을 구조물에 대하여 가장 적합하도록 감쇠하므로서 구조물의 진동을 억제하려는 것이다.
본 발명의 하나의 실시예에 의하면, 구조물의 상부에 단일조화진동(simple harmonic oscillation)을 하도록 설치한 추와, 이 추에 구동력을 주는 구동장치와, 구조물의 흔들림(oscillation)을 검지하는 흔들림 검지센서로서의 가속도감지기와 가속도감지기의 신호의 부호를 반전하여 구동장치에 구동지령을 보내는 위상제어장치를 구비한 구성이 제공된다.
위상제어장치는 가속감지기에서 검출한 가속신호를 속도신호로 변환하여 제 1 적분기와, 이 제 1 적분기에서의 속도신호를 변위신호로 변환하는 제 2 적분기와, 이 제 2 적분기에서의 변위신호와 설정치를 비교하는 비교기와, 이 비교기에 의하여 비교된 변위신호가 설정치보다 클 경우에 제 1 적분기에서의 속도신호의 부호를 반전(反轉)하여 추의 구동지령을 구동장치에 보내는 증폭기로 구성된다.
구조물의 흔들림이 흔들림감지기에 따라서 감지되면, 그 신호는 위상제어장치에 의하여 위상제어된 후에 구동장치에 출력된다. 단일조화진동으로서 제공된 에너지가, 구조물에 대한 가장 적합한 타이밍 크기로 감쇠력으로 제공되기 때문에 구조물의 흔들림이 재빠르게 억제된다. 추의 단일조화진동은 구조물의 흔들림에 대하여 90°지연된 형으로 행하여진다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
제 1 도는 외력을 받아서 흔들리는 구조물로서의 현수교의 타워(1)에 적용한 본 발명의 진동감쇠장치(2), 상기 타워(1)의 상측부에 흔들림감지기(3)가 부착되어 있다. 진동감쇠장치(2)는 제2도 및 제3도에 상세히 표시되어 있다. 제2도를 참조하면, 타워(1)의 정상부에 설치된 가대(架臺)(4)상에는 원호형으로 굴곡형성한 가늘고 긴 추(5)가 가대(4)상의 지지로울러(6)를 개재하여 타워의 흔들림 방향으로 단일조화진동(진자운동)하도록 배치되어 있다. 이들 부재는 중력을 이용한 복원력(復元力)에 의하여 스프링장치를 구성한다. 추(5)의 측부 중앙에 설치한 돌기(7)가 가대(4)상의 좌우 바퍼(buffer)(8),(9)에 당접하는 범위에서 추(5)의 진동영역에 규제된다. 추(5)의 상면에는 랙(rack)(10)이 추의 진동방향으로 설치되어 있다. 부품(4,6,7,8,9,10,11,12,13)은 추구동장치로서 조합하여 역활을 한다.
제3도를 참조하면, 모우터(11)에 연결된 축(12)이 랙(10)의 상부에 랙(10)과 직행하도록 연장되어 있다. 축(12)의 중간부에는 감속기(12a), 베어링(12b)을 개재하여 랙(10)과 맞물리는 피니온(13)이 부착되어 있다. 더욱이 추(5)의 진동하는 주기를 회전관성(慣性)에 의하여 조정하기 위한 진동주기 조정용추(14)가 추(12)의 연장된 선단근방에 부착되어 있다. 모우터(11)의 구동에 의하여 축(12), 베어링(12a),(12b)을 개재하여 피니온(13)을 회전시켜서, 랙(10)과 동시에 추(5)를 소요의 주기로 진동시키도록 되어 있다. 축(12)의 연장된 선단부는 베어링(12c)에 따라 지지되어 있다.
흔들림감지기(3)에는 이 흔들림감지기(3)에서의 신호를 위상 및 진폭을 조정하는 위상제어장치(99)가 접속되어, 위상제어장치(99)에 의하여 출력되는 위상신호를 기초로 하여 모우터(11)의 구동력에 따라 타워(1)의 흔들림에 대한 추(5)의 단일조화진동을 임의로 위상을 제어하는 것에 의하여 타워(1)의 흔들림을 허용하는 흔들림 범위로 억제함과 동시에 타워(1)의 운동에너지를 소비시킨다.
여기서 모우터(11)의 구동력은 추(5)를 가속시키는 동력이고, 또는 추(5)가 필요로 하는 진폭을 지지하기 위한 감쇠력을 부여하는 제동력이기도 하다. 즉, 타워(1)가 흔들리는 것에 의하여 단일조화진동으로서 추(5)에 제공되는 에너지는 제어력을 제공하지 않으면 발산하게 되므로, 모우터(11)의 구동에 의하여 추(5)를 필요로 하는 진폭까지 가속하는 제어력과 발산을 억제하는 제동력을 제공하도록 되어 있다.
추(5)를 제4도에 표시한 바와 같이 진자(振子)로서 생각할 경우에, 그 고유진동주기(T)와 수직방향 변위량을 계산한다.
Figure kpo00002
Figure kpo00003
로서 구할 수 있다.
여기서, R은 중심(g)까지의 진동반경을 나타내고, x는 수평방향변위량을, m는 추(5)의 질량, ω는 고유진동수, k는 스프링계수.
다음에, 본 발명의 위상제어원리를 제5도를 참조하여 설명한다. 제5도중 (15)는 작동기(16)에 따라 흔들리게 되는 진동대, (17)는 진동대(15)상에 이동이 자유롭게 놓인 시험체(test body)(제1도의 타워에 일치함), (18)은 추(제2도의 추(5)와 일치함) 및 (19), (20)은 브래킷이다. 상기 시험체(17)에 작용하는 공기력(풍하중)을 P로하고, 시험체(17)의 질량을 M, 시험체(17)의 환산스프링 정수를 K, 시험체(17) 감쇠계수(부가감쇠정수 : 2Mhω)를 c(h는 구조물의 감쇠계수 : 0.01-0.02(빌딩), 0.1-0.2(다리), ω는 고유진동수), 시험체(17)의 수평방향의 직선변위량(절대좌표)을 x로 하여, 추(18)의 질량을 m, 추(18)의 진동을 조정하는 조정력 P, 추(18)의 수평방향의 직선변위량(시험체(17)에 대한 상대좌표)을 x로 하였을 때, 시험체(17)와 추(18)의 운동방정식은,
Figure kpo00004
여기서, ω는 고유진동수, t는 시간이다.
시험체(17) 및 추(18)가 단일조화 진동하고 있는 것이라고 하면,
Figure kpo00005
및
Figure kpo00006
여기서, A와 B는 진폭, α는 ωt에 대한 위상차이다.
이때, 스프링정수 K 및 k와 시험체(17), 추(18) 질량 M 및 m와의 사이에는
Figure kpo00007
관계가 있다. 따라서,
Figure kpo00008
(7),(8)식을 (1),(2)식에 대입하면,
Figure kpo00009
여기서, (9)식은 우변의 제 1 항과 제 2 항의 위상이 동일할때에 시험체(17)의 감쇠와 추(18)의 운동에 의한 힘이 공기력(P)과 평행인 것을 나타내고 있다. 즉, 추(18)의 운동이 시험체(17)의 운동에 대하여 90°지연된 형(-90°)으로서 동작을 시작하였을때 시험체(17)의 감쇠와 같은 방향으로 힘이 움직이는 진동을 정지시키려고 하는 것이 판단된다. 따라서, α=-90°라고 하면(9)식을 다시 쓰게 되면,
Figure kpo00010
Figure kpo00011
이 되고, 또 추(18)의 진폭 B는 (11)식에 의하여,
Figure kpo00012
이 된다.
이들 식에서 명백한 것은 감쇠장치가 능동형이건 수동형이건간에 성립되는 것으므로 (10)식의 힘(p)은 능동형의 경우에는 제어하는 힘, 수동형의 경우에는 감쇠하는 힘을 생각하면 좋다.
감쇠의 스프링정수(k)가 (6)식에서 구해지는 것과 다른 경우에는, 관성력(mx)을 스프링 반력(kx)을 만족하는 것이 0이 아니기 때문에 제어력으로서 만족하는 것을 (10)식에 더할 필요가 있다. 또, 감쇠장치가 마찰등의 감쇠장치의 운동을 저해하는 것이 있을때에는 당연한 것으로서 감쇠력에 더할 필요가 있다.
상술한 원리에 관한 식을 표현을 바꾸면 다음과 같다.
(1) 구조물(본 실시예의 타워(1))의 진동을 억제하도록 하는 감쇠장치의 힘은 감쇠장치의 질량의 움직임에 따라 얻어진다.
(2) 감쇠장치에는 구조물에 들어오는 힘과 동일크기의 반대방향의 힘을 제어력 혹은 감쇠력으로서 제공하므로서 안정한 진동이 된다. 다시 말하면, 구조물에 제공하는 공기력 등의 에너지는 감쇠장치의 운동에너지에 변환되어 이것을 감쇠장치의 감쇠기구가 소비된다고 하는 간접적인 에너지 소비형식에 따라 구조물의 흔들림을 억제할수가 있다는 것이 감쇠장치의 원리이다.
상술한 것으로 부터 타워(1)와 진동감쇠장치(2)의 추(5)의 변위의 위상차를 90°부착하는 것이 좋다는 것이 판명된다. 이들 변위가 제6도 (A)에 표시되어 있으며, 여기서 제6도 (A)에 의하여 1회 미분하면 제6도 (B)에 표시한 바와 같은 속도가 얻어진다. 다시, 속도를 더 1회 미분하면, 제 6도 (c)에 표시한 바와 같은 가속도가 얻어진다. 이제, 제6도 (A), 제6도 (B) 및 제6도(C)에 있어서 실선은 구조물의 움직임을, 또 파선은 추의 움직임을 나타낸다. 따라서, 본 실시예에서는 흔들림감지기(3)는 가속도센서이고, 타워(1)의 흔들림으로 흔들림감지기(3)에서 가속도로서 감지한다. 이 가속도를 1회 적분하여 타워(1)의 속도신호를 구하여, 이 속도신호를 적분하여 변위신호를 구한다. 이 변위신호를 설정치와 비교하여 전자가 후자보다 크다면, 타워의 속도신호를 반전한 신호를 추(5)의 변위신호로서 감쇠장치(2)의 구동부에 보낸다. 그렇게 하므로서, 추(5)의 변위를 타워(1)의 변위에 대하여 90°지연되어 동작하도록 되어 있다.
상술한 위상을 제어하기 위한 조정블록도는 제7도에 표시한 바와 같다. 여기서 (21)은 흔들림감지기(3)에서 검출한 가속도신호(α1)를 적분하는 제1적분기이고, (22)는 제1적분기(21)의 출력인 속도신호(v1)의 부호를 반전하여 릴레이(23)의 접점(23a)을 개재하여 모우터(11)용 구동장치(24)에 구동지령을 보내는 증폭기이고, (25)는 모우터(11)의 회전수를 증폭기(22)에서의 신호와 등가로 하기 위한 피이드백신호를 구동장치(24)에 보내는 펄스 발생기이고, (26)은 상기 제1적분기(21)에서의 신호(v1)를 더 1회 적분하기 위한 제2적분기이고, (27)은 제2적분기(26)에서의 변위신호(ι1)와 임의의 설정치와를 비교하는 비교측정기이고, (23)은 상기한 릴레이로서, 비교기(27)에 내장되어 있는 비교측정기(27)에서 설정신호와 비교된 변위신호(ι1)가 설정치보다 큰 경우에 릴레이(23)의 코일이 여자되어 접점(23a)을 ON 동작시키고, 모우터(11)를 회전시시켜서 추(5)를 좌우로 움직일 수 있도록 되어 있다. (28)은 제2적분기(26)의 출력신호를 표시하는 변위표시기이다. 이제, 비교측정기(27)는 타워(1)가 혹 요동의 범위를 초월하였을때에 추(5)를 움직이기 위한 것이지만, 반듯이 필요한 것은 아니다. 또, 변위표시기(28)도 부가적으로 설치된 것이지 절대적으로 필요한 것은 아니다.
제7도의 블록도에 관하여 구체적으로 설명한다. 타워(1)에 부착되어 있는 가속도감지기인 흔들림감지기(3)에서 가속도가 검출되면, 그 신호(α1)가 제1적분기(21)에서 적분하므로서 속도신호(v1)가 된다. 다음에 이 속도신호(v1)의 부호가 증폭기(22)로 반전된 다음, 만약 릴레이(23)의 접점(23a)이 닫혀 있으면, 구동장치(24)에 입력되어 모우터(11)가 회전되게 되므로 추(5)가 좌우로 움직인다. 제1적분기(21)에서의 속도신호(v1)는 제1적분기(26)에서 더욱더 1회 적분되므로서 변위신호(ι1)가 되고, 이 변위신호(ι1)가 비교측정기(27)에서 설정치와 비교하여 설정치보다도 큰 경우에 비교측정기(27)에서의 신호가 릴레이(23)에 보내져서, 증폭기(22)와 구동장치(24) 사이의 접점(23a)이 ON 동작하게 된다.
제8도는 본 발명의 위상제어장치 (99)의 다른 실시예를 표시한 것으로서, 이러한 구조는 제6도에 표시한 바와 같이 타워(1)에 부착된 흔들림감지기(3)의 신호를 반전하면 추(5)의 속도신호가 되고 이 신호를 추(5)를 구동하는 속도신호로서 사용하면 제6도(A)에 표시한 움직임이 되므로 본 실시예에서는 흔들림감지기(3)에서의 검출신호(α2)를 센서출력반전기(29)에서 반전하여 -α2로 하여, 이 신호 -α2를 증폭기(30)에서 증폭하면 추(5)의 변위신호가 되므로 릴레이(23)의 접점(23α)을 통해서 구동장치(24)에 보내도록 한 것입니다. 이후의 동작은 제 7도의 경우와 동일하다.
제8도의 실시예를 채용하여도 제7도의 실시예와 동등한 작용효과가 얻어진다. 제17도는 제7도의 장치를 수정한 것으로서, 증폭기(22)를 사용하지 않은 대신에 위상이동장치(40)를 마련하였다. 제2적분기(26)에서의 출력은 위상이동장치(40)를 개재하여 변위신호에 관하여 90°지연된다. 위상이동장치(40)에서의 신호는 릴레이(23)를 경유하여 모우터(11)로 보내진다.
하여간, 어느 실시예이건간에 추구동장치나 모우터구동장치(24)는 타워(1)가 짧은 주기로 진동한 경우에는 관성때문에 지연된다는 것이 가능한것이다. 제9도는 이러한 구동계의 지연을 보정하기 위한 회로를 구비한 다른 도표를 보여주는 것으로서, 거기서 번호(31)는 제1적분기(21)의 출력된 신호를 디지탈화하기 위한 A/D변환기이고, (32)는 A/D변환기(31)에서의 신호데이터를 그 α단자에 입력되어 있는 클록신호에 동기시켜서 기억하는 기억장치이고, (33)은 위상설정기(34)에서 설정한 위상을 기억장치(32)에 보내는 기억장치(32)내의 데이터의 입력과 출력을 제어하는 위상제어기이고, (35)는 기억장치(32)에서 출력된 데이터를 아날로그 변환하여 릴레이(23)의 접점(23a)을 통해서 구동장치(24)에 구동지령으로서 보내는 D/A변환기이다.
제9도의 회로에 있어서, 흔들림감지기(3)에 의하여 감지된 신호(α3)는 제1적분기(21)에서 속도신호(v3)로 변환된 다음에 A/D변환기(31) 에서 디지탈화되어 기억장치(32)에 입력된다. 기억장치(32)에서는 임의의 주기분의 속도신호(v3)의 데이터를 α단자에 보내진 클록신호에 동기시켜서 기억되면 동시에 위살설정기(34)로 설정된 값에 의거하여 위상제어기(33)에서의 지령에 의하여 임의의 위상지연으로 데이터를 배출한다. 이 경우 기억장치(32)는 위상설정기(34)로 세트된 위상에 의하여 데이터를 배출할 수 있으므로 속도의 급격한 변동에 대하여 위상을 자유롭게 설정되기 때문에 서어보계(servo system)의 지연을 보정할 수 있게된다. 즉, 기억장치(32)를 사용하지 않을 경우에는 제10도에 표시한 바와 같이, 서어보계 지연에 의하여 추(5)의 움직임(2점 쇄선)에 지연이 발생하게 되지만, 기억장치(32)를 사용하면 제11도에 표시한 바와 같이 서어보계에 지연시간 ㅿt(본 실시예에서는 3/4HZ)를 설정하여 추(5)의 움직임을 보정할 수가 있다. 다시말하면, 위상을 임의 주기로 늦추어서 서어보계의 지연을 보정하면서 제어할 수 있게 된다.
한편, 제3도에 표시한 바와 같이 회전관성을 사용한 감쇠장치의 진동수 수정장치는 피니온(13)의 반경 , 회전관성을 I, 진동주기 조정용추(14)에 내장하는 피니온(13)과 진동주기용 조정용추(14)의 중간에 설치하는 변속기에 의한 회전배률을 n로 하였을때 추(5)의 질량m는 다음식에서 표시한 m0증가한 경우와 같은 진동수의 변화를 표시한다.
Figure kpo00013
감쇠장치의 고유진동수 ω는 (m/m+m0)1/2배로 변경하는 것을 얻는다.
상기 실시예에 의하면 제어장치는 간단하기 때문에 가격이 싸고, 또는 정비가 용이하다. 더구나, 단일조화진동을 이용하기 때문에 추를 가속하는 에너지가 적어도 되고, 생력화를 얻을 수 있다.
더욱이 상기 실시예에서는 현수교의 타워(1)에의 채용예를 예시하였지만, 제12도에 표시한 바와 같이 고층빌딩(10)이나 구조물에 관해서도 같은 방법으로 채용할 수 있다. 또, 위상을 구조물의 진동에 대하여 진출하도록 조정하여 진동장치로서 사용하는 것도 임의로 할 수 있고, 기타 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위내에서 종종 변경을 할 수 있는 것이다.

Claims (9)

  1. 구조물의 상부에 단일조화진동을 할 수 있게 설치된 추와 ; 출력신호를 발생하고 구조물에 부착되어 구조물의 흔들림을 감지하는 흔들림감지기와 ; 추를 구동하는 추구동장치와 ; 흔들림감지기에 접속되고, 흔들림감지기의 출력신호를 처리해서 구조물의 흔들림량을 계산하고 이 구조물의 흔들림량이 설정값보다 클때에 흔들림감지기의 출력신호의 위상을 바꾸어서, 구조물의 흔들림에 대한 감쇠력으로 감쇠하는 추의 진동방식에 따라 위상이 바뀐 출력신호를 기초로 하여 추구동장치를 구동하는 위상제어장치를 구비하여, 상기 추의 진동위상을 구조물의 진동위상에서 90°만큼 지연하도록 추구동장치를 구동하는 것을 특징으로 하는 진동 감쇠장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 추는 호형이고, 추구동장치는 구조물의 상부에서 추를 지지하고 있는 지지로울러와 ; 추의 상부에 설치된 랙과; 이 랙과 맞물리는 피니언과, 그리고 그 추가 단일조화진동을 수행하는 방식으로 피니온을 회전시키는 모우터를 구비하는 진동감쇠장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 추구동장치는 진동주기 조정용추를 구비한 진동감쇠장치.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 흔들림감지기가 가속도 신호를 전달하는 출력을 갖는 가속도감지기이고 구동장치는 추가 단일조화진동을 하게 하는 모우터를 구비하는 진동감쇠장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 위상제어장치에 있어서 가속도감지기의 출력에 연결하여, 이 가속도감지기에 의하여 탐지된 가소도신호를 속도신호로 변환하는 제1적분기와; 제1적분기의 출력에 연결하여, 이 제1적분기에서의 속도 신호를 변위신호로 변환하는 제2적분기와 ; 제2적분기의 출력에 연결하여, 이 제2적분기에서의 변위신호를 설정값과 비교하는 비교측정기와 ; 제1적분기의 출력에 연결하여, 이 제 1 적분기에서의 속도신호의 부호를 반전되게하는 증폭기와; 증폭기의 출력에 연결하여 변위신호가 설정값보다 크다는 것을 비교측정기가 발견할때, 부호를 반전하는 속도신호를 수신하게 되며모우터는 그 부호반전 속도신호를 기초로 하여 모우터를 작동하는 모우터 구동장치를 구비하는 진동감쇠장치.
  6. 제 4 항에 있어서, 위상제어장치에 있어서 가속도감지기의 출력에 연결하여, 이 가속도감지기에서 신호를 속도신호로 변환하는 제1적분기와; 제1적분기의 출력에 연결되고, 이 제1적분기에서의 속도신호를 변위신호로 변환하는 제2적분기와 ; 제2적분기의 출력에 연결되고, 이 제 2적분기에서의 변위신호를 설정값과 비교하는 비교측정기와; 가속도 감지기의 출력에 연결되고, 이 가속도감지기에서의 가속도신호의 부호를 반전하는 부호반전기와; 부호반전기에 연결되고, 이 부호반전기 가속도신호를 증폭하는 진폭증폭기와; 진폭증폭기의 출력에 연결되고, 이 변위신호가 제한값보다 크다는 것을 비교측정기가 발견된때 진폭증폭기에서의 수신된 신호에 기본하여 모우터를 작동하는 모우터구동장치를 구비하는 진동감쇠장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 그 장치가 증폭기와 모우터 사이에 릴레이를 구비하고 변위신호가 비교측정기내의 설정값보다 클때 신호가 모우터구동장치에 도달하게 되고, 상기 모우터는 증폭기 또는 진폭증폭기에서의 신호를 가진 모우터의 회전수와 동등하게 되도록 모우터구동장치의 입력에 신호를 피이드백하는 펄스발생기를 구비하는 진동감쇠장치.
  8. 제 4 항에 있어서, 위상제어장치에 있어서 가속도감지기의 출력에 연결하여 가속도감지기에서의 가속도신호를 속도신호로 형성하기 위하여 적분하는 제1적분기와; 제1적분기의 출력에 연결하여 속도신호를 디지털화하는 A/D변환기와; A/D변환기의 출력에 연결되고, 하나의 출력과 2개의 입력을 가지며 그 입력의 하나는 A/D변환기에서의 신호를 수신하고, 다른 입력은 클록신호를 수신하며, 이 클록신호와 동기하여 A/D변환기에서의 신호를 기억하는 기억장치와 ; 현재의 위상신호를 발생하는 위상설정기와; 위상설정기의 출력에 연결하여 현재의 위상신호를 수신하며 기억장치의 입력에 연결되어 현재 위상에 의거한 기억장치로 부터 각각 오고가는 날자의 입력과 출력의 위상을 제어하는 위상제어기와; 기억장치의 출력에 연결하여 그 기억장치로부터 오는 신호를 아나로그 신호로 변환케 하는 D/A변환기와; D/A변환기의 출력에 연결하여 이 출력에서 신호를 수신하며, 모우터에 수신된 신호를 기초로 하여 작동하는 모우터구동장치를 구비하는 진동감쇠장치.
  9. 제 4 항에 있어서, 위상제어장치에 있어서 가속도감지기의 출력에 연결하여 가속도감지기에서 가속도신호를 속도신호로 변환하는 제1적분기와; 제1적분기의 출력에 연결하여 제1적분기에서의 속도신호를 변위신호로 적분하는 제2적분기와; 제2적분기의 출력에 연결되어 설정값과 제2적분기에서의 변위신호를 비교하는 비교측정기와; 제2적분기의 출력에 연결하여 제2적분기에서의 변위신호를 90°지연되게 하는 위상이동장치와; 위상이동장치의 출력에 연결하여 위상이동장치에서 지연신호를 제2적분기에서의 변위신호가 설정값보다 클때 통과시키는 릴레이와; 릴레이의 출력에 연결되고, 릴레이를 개재하여 통과한 신호의 수신으로 모우터를 구동하는 모우터구동장치를 진동감쇠장치.
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5239789A (en) * 1988-10-06 1993-08-31 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. Vibration damping system
NZ235423A (en) * 1989-10-18 1995-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Dynamic damper which absorbs building vibration in any horizontal direction
JP2519591Y2 (ja) * 1991-02-08 1996-12-04 石川島播磨重工業株式会社 制振装置
JPH086493B2 (ja) * 1991-05-29 1996-01-24 鹿島建設株式会社 構造物の振動制御装置
JP2546465B2 (ja) * 1992-01-28 1996-10-23 鹿島建設株式会社 構造物の振動制御装置
US5205528A (en) * 1992-04-17 1993-04-27 John Cunningham Earthquake-resistant architectural system
JPH06183394A (ja) * 1992-12-18 1994-07-05 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 海洋構造物の減揺装置
JP2553180Y2 (ja) * 1993-01-13 1997-11-05 住友重機械工業株式会社 倒立振子式制振装置
US5660255A (en) * 1994-04-04 1997-08-26 Applied Power, Inc. Stiff actuator active vibration isolation system
JP3359976B2 (ja) * 1994-04-22 2002-12-24 カヤバ工業株式会社 制振装置
US5592791A (en) * 1995-05-24 1997-01-14 Radix Sytems, Inc. Active controller for the attenuation of mechanical vibrations
US6220563B1 (en) 1995-06-15 2001-04-24 John Cunningham Vibration isolation device and method
US5695027A (en) * 1995-11-15 1997-12-09 Applied Power Inc. Adaptively tuned vibration absorber
US5710714A (en) * 1995-11-15 1998-01-20 Applied Power Inc. Electronic controller for an adaptively tuned vibration absorber
US5920173A (en) * 1995-11-15 1999-07-06 Applied Power Inc. Feedback enhanced adaptively tuned vibration absorber
US6115972A (en) * 1996-04-09 2000-09-12 Tamez; Federico Garza Structure stabilization system
DE19812053B4 (de) * 1998-03-19 2004-03-04 Schröder, Dierk, Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. h.c. Bandpaß-Absorber
DE19832697C2 (de) * 1998-07-21 2000-11-16 Eurocopter Deutschland Vorrichtung und Verfahren zur Reduktion von Schwingungen längs einer Schwingungsausbreitung, insbesondere in einem Hubschrauber
IT1303698B1 (it) * 1998-11-04 2001-02-23 Fabrizio Platti Dispositivo e metodo per la generazione controllata di vibrazioni
DE19856500B4 (de) * 1998-12-08 2005-12-08 Franz Mitsch Schwingungstilger
DE10058293A1 (de) * 2000-11-23 2002-05-29 Siemens Ag Aktive Geräuschkompensation
JP4092877B2 (ja) * 2001-01-26 2008-05-28 株式会社日立プラントテクノロジー 適応制御装置および振動台
JP4712281B2 (ja) * 2001-03-14 2011-06-29 ジョン・カニンガム 調整可能な応答特性を有する振動絶縁装置
US7317260B2 (en) * 2004-05-11 2008-01-08 Clipper Windpower Technology, Inc. Wind flow estimation and tracking using tower dynamics
DE102004025761A1 (de) * 2004-05-26 2005-12-22 Tuhh Technologie Gmbh Vorrichtung zur Dämpfung einer Flatterbewegung bei einem Tragwerk
DE102004045433B3 (de) * 2004-09-15 2006-05-11 Tutech Innovation Gmbh Vorrichtung zur Dämpfung von Schwingungsbewegungen bei einem Bauwerk sowie Bauwerk mit einer oder mehrerer dieser Vorrichtungen
US8302456B2 (en) * 2006-02-23 2012-11-06 Asylum Research Corporation Active damping of high speed scanning probe microscope components
JP2007336705A (ja) * 2006-06-15 2007-12-27 Fanuc Ltd モータ制御装置
DE102010015160B4 (de) * 2010-04-16 2012-02-23 Wölfel Beratende Ingenieure GmbH & Co. KG Turmschwingungsdämpfer für eine Windenergieanlage und Windenergieanlage
EP2546185B1 (de) * 2011-07-14 2014-03-19 Siemens Aktiengesellschaft Schwingungsdämpfer
CN107796582A (zh) * 2017-12-11 2018-03-13 脉创测控装备科技（苏州）有限公司 振动发生设备的过位移保护系统和方法
EP4004399A4 (en) * 2019-07-31 2023-09-27 Ohio State Innovation Foundation DEVICE AND METHOD FOR PIECE LINEAR NON-LINEAR VIBRATION REGULATION
CN113982929B (zh) * 2021-09-26 2024-05-24 约克（无锡）空调冷冻设备有限公司 振动频率调节系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4286693A (en) * 1979-02-09 1981-09-01 Anchor/Darling Industries, Inc. Mechanical snubber
JPS5997341A (ja) * 1982-11-22 1984-06-05 Mitsubishi Electric Corp 構造物の振動抑制装置
JPS59217028A (ja) * 1983-05-26 1984-12-07 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 構造物の防振装置
JPS6085165A (ja) * 1983-10-14 1985-05-14 三菱電機株式会社 構造物の振動制御装置
JPS6092569A (ja) * 1983-10-26 1985-05-24 三菱電機株式会社 振動制御装置
JPS6092570A (ja) * 1983-10-26 1985-05-24 三菱電機株式会社 構造物の振動制御装置
FR2555287B1 (fr) * 1983-11-17 1987-01-02 Framatome Sa Dispositif de centrage et de guidage d'un rouleau de support d'un element de masse importante
JPS60123675A (ja) * 1983-12-06 1985-07-02 三菱電機株式会社 構造物の振動制御装置
JPS60211515A (ja) * 1984-04-04 1985-10-23 Mitsubishi Electric Corp 振動制御装置
JPS6170243A (ja) * 1984-09-13 1986-04-11 Mitsubishi Electric Corp 振動制御装置
JPS6231736A (ja) * 1985-08-05 1987-02-10 Nippon Kokan Kk <Nkk> 曲線レ−ル式動吸振器
JPS6262036A (ja) * 1985-09-09 1987-03-18 Mitsubishi Electric Corp 振動制御装置
JPS6376933A (ja) * 1986-09-19 1988-04-07 Toshiba Corp 磁気ダンパ装置

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DE3929984B4 (de) 2004-07-29
DE3929984A1 (de) 1990-04-12
JP2668990B2 (ja) 1997-10-27
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US5182887A (en) 1993-02-02
FR2637663A1 (fr) 1990-04-13
CA1331043C (en) 1994-07-26
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FR2637663B1 (fr) 1992-11-13
GB8918655D0 (en) 1989-09-27
GB2224097A (en) 1990-04-25

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