JP6434835B2 - Active damping device and control method of active damping device - Google Patents
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Description
本発明は、アクティブ制振装置およびアクティブ制振装置の制御方法に関する。 The present invention relates to an active damping device and a method for controlling an active damping device.
従来から、制振装置について種々の研究開発が実施されている。特に、輸送機器においては、輸送対象が積み込まれたままの状態で目的地まで届けることが使命であり、そのために、振動を受動的に吸収する制振装置の一種であるサスペンションは、エアサスペンション等、様々な工夫および開発が行われてきた。これらは、路面からくる細かな振動は、吸収できても、路面の大きな起伏のほか、カーブ、発進停止、勾配等を通過する場合の大きな揺れは吸収できないものであった。 Conventionally, various research and development have been conducted on vibration control devices. In particular, in transportation equipment, it is the mission to deliver to the destination while the object to be transported is loaded. Therefore, a suspension that is a type of vibration damping device that passively absorbs vibration is an air suspension or the like. Various ideas and developments have been made. Although these could absorb fine vibrations coming from the road surface, they could not absorb large undulations on the road surface but also large shakes when passing curves, starting stops, and gradients.
また、輸送機器等の移動体の移動により移動体に搭載した物体に加わる揺れを移動体に設置した制振装置により抑制する研究が行われている。当該制振装置は、積荷に加わる揺れを能動的に吸収することで、積荷を傷つけず、安全に運搬することが可能となるものである。 In addition, research has been conducted to suppress vibration applied to an object mounted on a moving body due to movement of the moving body such as a transport device by a vibration control device installed on the moving body. The vibration damping device actively absorbs the vibration applied to the load, thereby enabling safe transportation without damaging the load.
例えば、特許文献１（特開２０１１―５２７３８号公報）には、制振対象に作用可能な最大制振力及び最大制振トルクを拡大させることができる多自由度アクティブ制振装置について開示されている。 For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-52738) discloses a multi-degree-of-freedom active vibration damping device capable of expanding the maximum vibration damping force and the maximum vibration damping torque that can be applied to a vibration damping target. Yes.
特許文献１記載の多自由度アクティブ制振装置は、制振対象に発生する３自由度の直動振動又は３自由度の直動振動と３自由度の回転振動を相殺する３軸方向制振力及び３軸方向制振トルクを前記制振対象に印加して制振する多自由度アクティブ制振装置において、前記制振対象に取付けられるベース・プレートと、前記ベース・プレートに一端部が変位拘束で固定され各々所定方向へ伸縮可能な６本の直動リンクと、前記各直動リンクの他端部と変位拘束で支持された可動マスと、前記各直動リンクの伸縮量を検出する変位検出手段と、前記制振対象に発生する振動成分を検出する振動検出手段と、前記変位検出手段で検出した伸縮量及び前記振動検出手段で検出した振動成分に応じて前記各直動リンクの伸縮動作を制御する制御手段と、を備え、前記ベース・プレートと前記可動マスとの距離が小さくなるように、前記各直動リンクの前記ベース・プレート及び前記可動マスに対する固定点を配置したことを特徴とするものである。 The multi-degree-of-freedom active vibration damping device described in Patent Document 1 is a three-axis direction vibration damping that cancels out a three-degree-of-freedom linear motion vibration or a three-degree-of-freedom linear motion vibration and a three-degree-of-freedom rotational vibration generated in a vibration control target In a multi-degree-of-freedom active vibration damping device that applies a force and a three-axis direction damping torque to the damping object, and a base plate attached to the damping object, and one end of the base plate is displaced Detects six linear motion links that are fixed by restraint and can be expanded and contracted in a predetermined direction, the other end of each linear motion link, a movable mass supported by displacement restraint, and the amount of expansion and contraction of each linear motion link. A displacement detecting means; a vibration detecting means for detecting a vibration component generated in the vibration suppression object; an expansion / contraction amount detected by the displacement detecting means; and a vibration component detected by the vibration detecting means. Control means for controlling the telescopic movement; Wherein the as the distance the base plate and the moving mass is reduced and is characterized in that a fixed point with respect to said base plate and said movable mass of each linear motion link.
また、特許文献２（特開２００７−１０８７８号公報）には、動揺台装置及び動揺・安定台装置の高さを低く設定できるとともに、装置全体の小型化について開示されている。 Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-10878) discloses that the height of the shaking table device and the shaking / stabilizing table device can be set low, and that the entire device is downsized.
特許文献２記載の動揺台装置は、ベースと、前記ベースに設けた支持部に支持され、直交した２軸の回りに傾動自在なトッププレートと、前記ベースと前記トッププレートとの間に傾斜して設けられるとともに、前記トッププレートの中心に対して放射状に配置され、自在継手を介して一端が前記ベースに、他端が前記トッププレートに接続された複数のアクチュエータと、前記直交する一方の軸の回りに前記トッププレートを回動させる第１回動信号を出力する第１信号発生部と、前記第１信号発生部の出力した前記第１回動信号を前記一方の軸の一側に配置された前記アクチュエータに与えるとともに、前記第１回動信号の反転信号を前記一方の軸の他側に配置された前記アクチュエータに与える第１信号出力部と、前記直行する他方の軸の回りに前記トッププレートを回動させる第２回動信号を出力する第２信号発生部と、前記第２信号発生部の出力した前記第２回動信号を前記他方の軸の一側に配置された前記アクチュエータに与えるとともに、前記第２回動信号の反転信号を前記他方の軸の他側に配置された前記アクチュエータに与える第２信号出力部と、を有することを特徴とするものである。 The shaking table device described in Patent Document 2 is supported by a base, a support portion provided on the base, and can be tilted around two orthogonal axes, and is tilted between the base and the top plate. And a plurality of actuators arranged radially with respect to the center of the top plate, one end connected to the base and the other end connected to the top plate via a universal joint, and one orthogonal shaft A first signal generator for outputting a first rotation signal for rotating the top plate around the first plate, and the first rotation signal output by the first signal generator is disposed on one side of the one shaft. A first signal output unit for supplying the inverted signal of the first rotation signal to the actuator disposed on the other side of the one shaft, and the other of the orthogonal signals A second signal generator for outputting a second rotation signal for rotating the top plate around the second plate, and the second rotation signal output by the second signal generator is disposed on one side of the other shaft. And a second signal output unit for supplying an inverted signal of the second rotation signal to the actuator disposed on the other side of the other shaft. .
また、特許文献３（特開２００５−８８７４２号公報）には、路面の傾斜に影響されずに車体の揺動角度を制御する揺動型車両の揺動制御装置について開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-88742 discloses a swing control device for a swing type vehicle that controls the swing angle of the vehicle body without being affected by the inclination of the road surface.
特許文献３記載の揺動型車両の揺動制御装置は、車体が揺動する三輪又は四輪の揺動型車両の揺動制御装置において、揺動側車体又は非揺動側車体に加わる力の角度を検出し、この検出角度に応じて前記揺動側車体と非揺動側車体との相対揺動角度を制御するものである。 The swing control device for a swing type vehicle described in Patent Document 3 is a force applied to a swing side vehicle body or a non-swing side vehicle body in a swing control device for a three-wheel or four-wheel swing type vehicle in which the vehicle body swings. Is detected, and the relative swing angle between the swing side vehicle body and the non-swing side vehicle body is controlled in accordance with the detected angle.
また、特許文献４（特開２００１−１６３０９８号公報）には、乳幼児や身障者に対しても、自動車の走行時における横加速度（自動車の進行方向に垂直な面内で水平方向の加速度）を確実に支え得るようにした自動車の座席の傾斜制御装置について開示されている。 Further, Patent Document 4 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-163098) ensures the lateral acceleration (acceleration in the horizontal direction in the plane perpendicular to the traveling direction of the automobile) during traveling of the automobile even for infants and the disabled. An automobile seat tilt control apparatus that can support the vehicle is disclosed.
特許文献４記載の自動車の座席の傾斜制御装置では、走行中の自動車の運転席以外の座席のうちの少なくとも一部の座席に、該自動車の走行方向に垂直な面内で水平方向にかかる加速度の向き及び大きさを検出し、 該少なくとも一部の座席について、該座席の座面が走行方向に垂直な面内で該座席に働く加速度の向きに実際上直角になるように、座面の傾きを制御するものである。 In the tilt control device for a vehicle seat described in Patent Document 4, acceleration applied to at least some of the seats other than the driver's seat of the traveling vehicle in a horizontal direction within a plane perpendicular to the traveling direction of the vehicle. For at least some of the seats, such that the seat surface of the seat is substantially perpendicular to the direction of acceleration acting on the seat in a plane perpendicular to the direction of travel. This is to control the inclination.
また、特許文献５（特開２００９−２５９２６４号公報）には、搬送時に搬送物に生じる振動を防止し、かつ制御系の設計及びコントロ−ラの導出も平易な搬送用制振制御システムのフィ−ドバックコントロ−ラについて開示されている。 Patent Document 5 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-259264) discloses a vibration damping control system for transportation that prevents vibrations that occur in a conveyed product during conveyance, and that also facilitates control system design and controller derivation. -A Dobuck controller is disclosed.
特許文献５記載の搬送用制振制御システムのフィ−ドバックコントロ−ラは、搬送用制振制御システムのフィ−ドバックコントロ−ラであって、その形を、少なくともノッチフィルタ若しくはロ−パスフィルタを有する周波数制御要素と位置制御要素の組み合わせに限定し、そのフィ−ドバックコントロ−ラの要素の値を最適に与えるために、設計仕様を周波数仕様と時間仕様の両方で与えるものである。 The feedback controller of the vibration damping control system for transport described in Patent Document 5 is a feedback controller of the vibration damping control system for transport, and the shape of the feedback controller is at least a notch filter or a low-pass filter. The design specification is given by both the frequency specification and the time specification in order to limit the combination of the frequency control element and the position control element and to provide the value of the feedback controller element optimally.
また、特許文献６（特開２００１−３２８７８号公報）には、主振動系の周期に応じてスロッシングの周期を変更して同調させることで、スロッシング固有振動数を変化させ、固有振動数の変化する構造物に対しても最適な制振を得ることができる使用範囲の広い同調スロッシングダンパについて開示されている。 Patent Document 6 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-32878) changes the natural frequency of the sloshing by changing the frequency of the sloshing according to the period of the main vibration system and tuning it. A tuned sloshing damper having a wide range of use capable of obtaining the optimum vibration control even for a structure is disclosed.
特許文献６記載の使用範囲の広い同調スロッシングダンパは、電界の変化に応じて見かけの粘性が変化する電気粘性流体が内部に収容された容器と、上記容器内の電気粘性流体に、制振すべき構造物の固有振動数に応じた電界を印加する電界印加手段とを備えているものである。 The tuned sloshing damper having a wide use range described in Patent Document 6 dampens a container in which an electrorheological fluid whose apparent viscosity changes according to a change in an electric field and the electrorheological fluid in the container. And an electric field applying means for applying an electric field according to the natural frequency of the power structure.
また、特許文献７（特開平９−１０９２４号公報）には、注湯装置の移動時の溶湯のスロッシングの問題を完全に解決し、溶湯が取鍋より溢れ出たり、或は、空気やノロの巻き込みによるコンタミネーション（溶湯汚濁）に起因した製品の品質劣化を未然に防いだ注湯方法について開示されている。 Patent Document 7 (Japanese Patent Laid-Open No. 9-10924) completely solves the problem of molten metal sloshing when the pouring device is moved, and the molten metal overflows from the ladle, or air or noro A hot water pouring method that prevents product quality deterioration due to contamination (melting of molten metal) due to entrainment of water is disclosed.
特許文献７記載の注湯方法は、金属溶湯を取鍋に保持し、この取鍋を搬送手段にて注湯位置へと搬送し、傾動することによってモールド枠へと注湯する注湯方法において、前記取鍋を注湯位置 へと搬送する時、取鍋の搬送開始時の加速領域及び搬送停止時の減速領域の各領域において、加減速カーブの段階的切換え制御を行ない、取鍋搬送停止後の取鍋 内液面の振動を抑制するものである。 The pouring method described in Patent Document 7 is a pouring method in which a molten metal is held in a ladle, the ladle is conveyed to a pouring position by a conveying means, and is poured into a mold frame by tilting. When the ladle is transported to the pouring position, accelerating / decelerating curve step-by-step control is performed in each of the acceleration area at the start of ladle transportation and the deceleration area at the transportation stop, and the ladle transportation is stopped. It suppresses the vibration of the liquid level in the later ladle.
上記の特許文献１においては、３自由度の直線振動および３自由度の回転振動を相殺する振動を可動マスに与えて制振を行っている。特許文献２においては、傾斜センサでベースのロールとピッチとを検知して、それと反対にトッププレートを動かすことで制振を行っている。特許文献３においては、三輪または四輪バイクの路面傾斜をとらえた揺動制御を行っている。特許文献４においては、加速度センサにより座席に働く総加速度の向きに垂直になるように座面の傾きを制御している。 In the above-mentioned Patent Document 1, vibration is controlled by applying to the movable mass vibration that cancels out linear vibration of three degrees of freedom and rotational vibration of three degrees of freedom. In Patent Document 2, vibration is controlled by detecting the roll and pitch of the base with an inclination sensor and moving the top plate on the contrary. In Patent Document 3, swing control is performed that captures the road surface inclination of a three-wheel or four-wheel motorcycle. In Patent Document 4, the inclination of the seat surface is controlled by an acceleration sensor so as to be perpendicular to the direction of the total acceleration acting on the seat.
また、特許文献５においては、搬送時に搬送物に生じる振動を防止するシステムで、ノッチフィルタ若しくはローパスフィルターを用いて、スロッシング特性の同定を行い制御している。特許文献６においては、磁性流体を用いて振動系の周期に応じてスロッシングの周期を変更して同調させることで、スロッシング固有振動数を変化させる同調スロッシングダンパを実現している。また、特許文献７においては、注湯装置の移動時の溶湯のスロッシング問題を解決している。 In Patent Document 5, a system that prevents vibration generated in a conveyed product during conveyance is used to identify and control sloshing characteristics using a notch filter or a low-pass filter. In Patent Document 6, a tuning sloshing damper that changes the natural frequency of sloshing is realized by changing the sloshing period according to the period of the vibration system using a magnetic fluid and performing tuning. Moreover, in patent document 7, the problem of the sloshing of the molten metal at the time of the movement of a pouring apparatus is solved.
しかしながら、上記のいずれの文献においても、予め算出したシミュレーションに対して同定させて制御を行っているが、条件が整わないと制振することができないという問題がある。 However, in any of the above documents, control is performed by identifying a simulation calculated in advance, but there is a problem that vibration cannot be controlled unless conditions are met.
本発明の目的は、主となる揺動を制振することができるアクティブ制振装置およびアクティブ制振装置の制御方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an active vibration damping device and a control method for the active vibration damping device capable of damping a main swing.
（１）
一局面に従うアクティブ制振装置は、移動体に搭載した物体に加わる揺動をアクチュエータにより制振するアクティブ制振装置であって、物体に加わる加速度を検出する加速度検出部と、加速度検出部により検出された加速度のうち、物体の固有振動数の２倍超過の周波数成分をカットするフィルタ部と、フィルタ部を通過した周波数成分の加速度の向きが物体に対して垂直となるように、アクチュエータを制御する制御部と、を含むものである。
(1)
An active vibration control device according to one aspect is an active vibration control device that controls vibration applied to an object mounted on a moving body by means of an actuator, and is detected by an acceleration detection unit that detects acceleration applied to the object, and the acceleration detection unit. Control the actuator so that the direction of the acceleration of the frequency component that passes the filter unit that cuts the frequency component that exceeds twice the natural frequency of the object and the frequency component that passed through the filter unit is perpendicular to the object. And a control unit.
この場合、加速度検出部により検出された物体の固有振動数の２倍超過の周波数成分をフィルタ部によりカットする。そして、そのカット処理を行った周波数成分の加速度の向きが、物体に対して垂直となるように制御部が、制御を行う。
その結果、固有振動数の２倍超過の周波数成分をカットすることにより、物体の一次共振周波数を主に制振することができる。したがって、固有振動数の２倍以下の周波数成分に焦点をあてて、制御を行うことにより、確実に移動体における物体の主となる揺動を制振することができる。
In this case, the frequency component exceeding twice the natural frequency of the object detected by the acceleration detection unit is cut by the filter unit. And a control part controls so that the direction of the acceleration of the frequency component which performed the cut process becomes perpendicular | vertical with respect to an object.
As a result, the primary resonance frequency of the object can be mainly damped by cutting the frequency component exceeding twice the natural frequency. Therefore, by focusing on the frequency component that is not more than twice the natural frequency and performing the control, the main oscillation of the object in the moving body can be reliably controlled.
（２）
第２の発明にかかるアクティブ制振装置は、一局面に従うアクティブ制振装置において、移動体は、荷台を有し、物体は、荷台に載置され、重心を囲む荷台の下部の多角形の頂点位置にそれぞれアクチュエータが配設されてもよい。
(2)
An active vibration damping device according to a second aspect of the present invention is the active vibration damping device according to one aspect, wherein the moving body has a cargo bed, the object is placed on the cargo bed, and the apex of the polygon below the cargo bed surrounding the center of gravity An actuator may be provided at each position.
この場合、移動体の荷台の重心を囲む荷台の下部の多角形の頂点位置にそれぞれアクチュエータが配設される。例えば、多角形が３角形の場合には、最小３個のアクチュエータが配設され、多角形が４角形の場合には、４個のアクチュエータが配設され、多角形がｎ（ｎは、任意の整数）角形の場合には、ｎ個のアクチュエータが配設される。その結果、確実に荷台の揺動を制御することができる。 In this case, the actuator is disposed at each of the polygonal apex positions in the lower part of the loading platform that surrounds the center of gravity of the loading platform of the moving body. For example, when the polygon is a triangle, a minimum of three actuators are arranged. When the polygon is a quadrangle, four actuators are arranged, and the polygon is n (n is an arbitrary number). In the case of a square, n actuators are provided. As a result, the swinging of the loading platform can be reliably controlled.
（３）
第３の発明にかかるアクティブ制振装置は、一局面または第２の発明にかかるアクティブ制振装置において、物体の固有振動数を任意に設定可能とする設定部をさらに含んでもよい。
(3)
The active vibration damping device according to the third aspect of the present invention may further include a setting unit that can arbitrarily set the natural frequency of the object in the active vibration damping device according to one aspect or the second aspect of the present invention.
この場合、設定部により物体の固有振動数を任意に設定することができる。その結果、目標とする揺動（振動）を容易に制振することができる。 In this case, the natural frequency of the object can be arbitrarily set by the setting unit. As a result, the target swing (vibration) can be easily suppressed.
（４）
第４の発明にかかるアクティブ制振装置は、一局面、第２および第３の発明にかかるアクティブ制振装置において、移動体の稼働前に、アクチュエータを予備稼働させて物体の挙動を検出する挙動検出部と、挙動検出部で検出した物体の挙動から物体の固有振動数を推定する推定部と、をさらに含み、制御部は、推定部により推定された固有振動数に応じてアクチュエータを制御してもよい。
(4)
An active vibration damping device according to a fourth aspect of the present invention is the active vibration damping device according to the second aspect and the third and third aspects of the present invention, wherein the actuator is preliminarily operated before the moving body is operated to detect the behavior of the object. A detection unit, and an estimation unit that estimates the natural frequency of the object from the behavior of the object detected by the behavior detection unit, and the control unit controls the actuator according to the natural frequency estimated by the estimation unit. May be.
この場合、挙動検出部により移動体の稼働前にアクチュエータを予備稼働させることができる。また、予備稼働させることにより物体の固有振動数を推定することができる。その結果、制御部は、物体の内容物または物体自身が変化した場合であっても、随時適切に揺動（振動）を制御することができる。
具体的には、スロッシング現象等を抑制することができる。
In this case, the actuator can be preliminarily operated before the moving body is operated by the behavior detecting unit. Further, the natural frequency of the object can be estimated by performing preliminary operation. As a result, the control unit can appropriately control the oscillation (vibration) as needed even when the contents of the object or the object itself changes.
Specifically, the sloshing phenomenon or the like can be suppressed.
（５）
第５の発明にかかるアクティブ制振装置は、第４の発明にかかるアクティブ制振装置において、挙動検出部は、アクチュエータにかかる荷重を検出する荷重センサまたは物体を撮像する撮像装置からなってもよい。
(5)
An active vibration damping device according to a fifth invention is the active vibration damping device according to the fourth invention, wherein the behavior detection unit may comprise a load sensor for detecting a load applied to the actuator or an imaging device for imaging an object. .
この場合、挙動検出部は、荷重センサまたは撮像装置からなってもよい。その結果、確実に物体の挙動を検出することができる。例えば、物体が個体の場合には、個体の揺れを検出することができ、物体が液体の場合でも、液体の揺れを検出することができる。 In this case, the behavior detection unit may include a load sensor or an imaging device. As a result, the behavior of the object can be reliably detected. For example, when the object is an individual, the shaking of the individual can be detected, and even when the object is a liquid, the shaking of the liquid can be detected.
（６）
他の局面にかかるアクティブ制振装置の制御方法は、移動体に搭載した物体に加わる揺動をアクチュエータにより制振するアクティブ制振装置の制御方法であって、物体に加わる加速度を検出する加速度検出工程と、加速度検出工程により検出された加速度のうち、物体の固有振動数の２倍超過の周波数成分をカットするフィルタ工程と、フィルタ工程を通過した周波数成分の加速度の向きが物体に対して垂直となるように、アクチュエータを制御する制御工程と、を含むものである。
(6)
An active vibration damping device control method according to another aspect is an active vibration damping device control method for controlling vibration applied to an object mounted on a moving body by means of an actuator, and detecting acceleration applied to the object. And a filter step for cutting out frequency components exceeding twice the natural frequency of the object out of the acceleration detected by the acceleration detection step, and the direction of the acceleration of the frequency component that has passed through the filter step is perpendicular to the object And a control process for controlling the actuator.
この場合、加速度検出工程により検出された物体の固有振動数の２倍超過の周波数成分をフィルタ工程によりカットする。そして、そのカット処理を行った周波数成分の加速度の向きが、物体に対して垂直となるように制御工程により制御を行う。
その結果、固有振動数の２倍超過の周波数成分をカットすることにより、物体の一次共振周波数を主に制振することができる。したがって、固有振動数の２倍以下の周波数成分に焦点をあてて、制御を行うことにより、確実に移動体における物体の主となる揺動を制振することができる。
In this case, the frequency component exceeding twice the natural frequency of the object detected by the acceleration detection step is cut by the filter step. Then, control is performed by a control process so that the direction of acceleration of the frequency component subjected to the cut processing is perpendicular to the object.
As a result, the primary resonance frequency of the object can be mainly damped by cutting the frequency component exceeding twice the natural frequency. Therefore, by focusing on the frequency component that is not more than twice the natural frequency and performing the control, the main oscillation of the object in the moving body can be reliably controlled.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Moreover, in the case of the same code | symbol, those names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
（一実施の形態）
まず、図１は本実施の形態にかかるアクティブ制振装置１００を自動車の荷台５５０に適用した一例を示す模式図であり、図２は、図１のアクティブ制振装置１００の一例を示す模式図であり、図３は、図１および図２のアクティブ制振装置１００の構成の一例を示す模式図である。
(One embodiment)
First, FIG. 1 is a schematic diagram showing an example in which the active vibration damping device 100 according to the present embodiment is applied to a car bed 550, and FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the active vibration damping device 100 in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the active vibration damping device 100 of FIGS. 1 and 2.
図１に示すように、アクティブ制振装置１００は、自動車５００に適用される。アクティブ制振装置１００は、自動車５００の本体と荷台５５０との間に配設される。本実施の形態にかかる自動車５００は、活魚運搬車の一例である。 As shown in FIG. 1, the active vibration damping device 100 is applied to an automobile 500. Active vibration damping device 100 is disposed between the main body of automobile 500 and cargo bed 550. The automobile 500 according to the present embodiment is an example of a live fish carrier.
次いで、アクティブ制振装置１００の具体例について説明を行う。
図２および図３に示すように、アクティブ制振装置１００は、アクチュエータ１４０、荷重センサ１４５、加速度センサ３００、設定部３１０、ローパスフィルター３２０、および制御部４００を含む。
Next, a specific example of the active vibration damping device 100 will be described.
As shown in FIGS. 2 and 3, the active vibration damping device 100 includes an actuator 140, a load sensor 145, an acceleration sensor 300, a setting unit 310, a low-pass filter 320, and a control unit 400.
アクチュエータ１４０は、アクチュエータ１１０、アクチュエータ１２０、およびアクチュエータ１３０からなる。
また、荷重センサ１４５は、荷重センサ１１５、荷重センサ１２５、荷重センサ１３５からなる。
アクチュエータ１１０のシリンダには、荷重センサ１１５が設けられ、アクチュエータ１２０のシリンダには、荷重センサ１２５が設けられ、アクチュエータ１３０のシリンダには、荷重センサ１３５が設けられる。
The actuator 140 includes an actuator 110, an actuator 120, and an actuator 130.
The load sensor 145 includes a load sensor 115, a load sensor 125, and a load sensor 135.
A load sensor 115 is provided in the cylinder of the actuator 110, a load sensor 125 is provided in the cylinder of the actuator 120, and a load sensor 135 is provided in the cylinder of the actuator 130.
次いで、図２に示すように、自動車５００の進行方向をｘ方向と仮定し、自動車５００の右側方向をｙ方向と仮定し、自動車５００の鉛直上方向をｚ方向と仮定する。また、ｘ軸の時計周り方向をロール方向と仮定し、ｙ軸の時計周り方向をピッチ方向と仮定する。 Next, as shown in FIG. 2, the traveling direction of the automobile 500 is assumed to be the x direction, the right direction of the automobile 500 is assumed to be the y direction, and the vertically upward direction of the automobile 500 is assumed to be the z direction. Further, the clockwise direction of the x axis is assumed to be the roll direction, and the clockwise direction of the y axis is assumed to be the pitch direction.
本実施の形態においては、自動車５００の進行方向のｘ方向において、アクチュエータ１３０が配置され、自動車５００の進行方向のｘ方向と逆方向に一定間隔で、アクチュエータ１１０およびアクチュエータ１２０が設けられる。
また、アクチュエータ１２０は、自動車５００の左方向（ｙ方向と逆方向側）に設けられ、アクチュエータ１１０は、自動車５００の右方向（ｙ方向側）に設けられる。
In the present embodiment, actuator 130 is arranged in the x direction of the traveling direction of automobile 500, and actuator 110 and actuator 120 are provided at regular intervals in the direction opposite to the x direction of the traveling direction of automobile 500.
The actuator 120 is provided in the left direction (opposite direction to the y direction) of the automobile 500, and the actuator 110 is provided in the right direction (y direction side) of the automobile 500.
したがって、図２に示すように、アクチュエータ１１０、１２０、１３０のピストンロッド側が、荷台５５０の下面に対して２等辺三角形の頂点Ａａ，Ａｂ，Ａｃにそれぞれ配置される。２等辺三角形の辺Ａａ−Ａｃと辺Ａａ−Ａｂとの角度Θは、Θ＝π／３であり、２等辺三角形の辺Ａｂ−Ａｃと辺Ａａ−Ａｂとの角度Θは、Θ＝π／３である。
また、アクチュエータ１１０、１２０、１３０のシリンダ側が、自動車５００の本体に上述の２等辺三角形よりも大きな２等辺三角形の頂点にそれぞれ設けられる。
Therefore, as shown in FIG. 2, the piston rod sides of the actuators 110, 120, and 130 are arranged at vertices Aa, Ab, and Ac of isosceles triangles with respect to the lower surface of the loading platform 550, respectively. The angle Θ between the sides Aa-Ac and Aa-Ab of the isosceles triangle is Θ = π / 3, and the angle Θ between the sides Ab-Ac and Aa-Ab of the isosceles triangle is Θ = π / 3.
Further, the cylinder side of the actuators 110, 120, and 130 is provided at the apex of an isosceles triangle that is larger than the above-mentioned isosceles triangle in the body of the automobile 500.
その結果、アクチュエータ１１０、１２０、１３０は、所定の角度、例えば、１度から４０度の範囲内、例えば、５度傾斜して設けられる。
なお、上記の自動車５００の本体とは、フレーム、荷台５５０の下方または車軸等を意味する。
As a result, the actuators 110, 120, and 130 are provided at a predetermined angle, for example, in the range of 1 to 40 degrees, for example, inclined by 5 degrees.
Note that the main body of the automobile 500 means a frame, the bottom of the loading platform 550, an axle, or the like.
また、アクチュエータ１１０のシリンダに設けられた荷重センサ１１５、アクチュエータ１２０のシリンダに設けられた荷重センサ１２５、アクチュエータ１３０のシリンダに設けられた荷重センサ１３５は、荷台５５０の荷重をそれぞれ検出することができる。 Further, the load sensor 115 provided in the cylinder of the actuator 110, the load sensor 125 provided in the cylinder of the actuator 120, and the load sensor 135 provided in the cylinder of the actuator 130 can detect the load on the loading platform 550, respectively. .
また、２等辺三角形Ａａ，Ａｂ，Ａｃの重心位置Ａｇには、加速度センサ３００が設けられる。 An acceleration sensor 300 is provided at the center of gravity Ag of the isosceles triangles Aa, Ab, and Ac.
また、図１および図２に示した本実施の形態にかかる荷台５５０には、海水および鮮魚等が収容された水槽が積載される。
例えば、アクティブ制振装置１００を設けた自動車５００が活魚運搬車の場合、荷台５５０である水槽内の水のスロッシング現象を軽減し、水槽内の魚に疲労を与えず輸送可能であり、魚体同士の擦れによる斃死を防止して生存率を高め、また擦れ傷による商品価値低下を防止できる。加えて自動車５００の平均走行速度を上げることで輸送効率向上が可能となる。
Moreover, the tank 550 concerning this Embodiment shown to FIG. 1 and FIG. 2 is loaded with the water tank in which seawater, fresh fish, etc. were accommodated.
For example, when the automobile 500 provided with the active vibration control device 100 is a live fish transporter, it can reduce the sloshing phenomenon of water in the tank that is the loading platform 550, and can be transported without giving fatigue to the fish in the tank. Can prevent drowning due to rubbing, increase the survival rate, and prevent a decrease in commercial value due to scratching. In addition, the transportation efficiency can be improved by increasing the average traveling speed of the automobile 500.
また、本実施の形態においては、自動車５００が活魚運搬車であることとしているが、これに限定されず、その他の医療機器、光学機器、検査測定機器、半導体製造装置等の精密機器を安心確実に輸送する精密機器運搬車であってもよく、ペット、競走馬等の動物の運搬車、イチゴ、メロン等のデリケートな食材の輸送車、その他任意の車両であってもよい。さらに、医療、介護の分野においては、救急車、福祉車両に搭載して、救急患者および要介護者に与える影響を低減させて、搬送することができる。 In the present embodiment, the automobile 500 is a live fish carrier. However, the present invention is not limited to this, and other medical equipment, optical equipment, inspection and measurement equipment, and precision equipment such as a semiconductor manufacturing apparatus can be used with peace of mind. It may be a precision equipment transporter that transports the animal, a transporter of animals such as pets and racehorses, a transporter of delicate foodstuffs such as strawberries and melons, and any other vehicle. Furthermore, in the fields of medical care and nursing care, it can be carried on ambulances and welfare vehicles to reduce the influence on emergency patients and care recipients and carry them.
（制御のフローチャート）
図４は、本実施の形態にかかる制御の一例を示すフローチャートである。
(Control flowchart)
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of control according to the present embodiment.
図４に示すように、制御部４００は、所定のイベントが発生したか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、所定のイベントとは、自動車５００のエンジンをスタートした場合である。すなわち、エンジンを始動させた場合に、所定のイベントが発生されたと判定する。なお、エンジンを始動させた後のエンジンがかかっている状態は、所定のイベントが発生していないと判定する。 As shown in FIG. 4, the control unit 400 determines whether or not a predetermined event has occurred (step S1). Here, the predetermined event is when the engine of the automobile 500 is started. That is, it is determined that a predetermined event has occurred when the engine is started. It should be noted that the state where the engine is started after the engine is started determines that a predetermined event has not occurred.
所定のイベントが発生されたと判定した場合、制御部４００は、後述する挙動検出処理を実施する（ステップＳ２）。
一方、所定のイベントが発生されていないと判定した場合、制御部４００は、後述する制御処理を実施する（ステップＳ３）。
When it is determined that a predetermined event has occurred, the control unit 400 performs a behavior detection process described later (step S2).
On the other hand, when it is determined that a predetermined event has not occurred, the control unit 400 performs a control process described later (step S3).
そして、ステップＳ２またはステップＳ３の処理が終了した場合、再度ステップＳ１に戻り処理を繰り返し行う。 And when the process of step S2 or step S3 is complete | finished, it returns to step S1 again and repeats a process.
本実施の形態においては、ステップＳ１からステップＳ３までの処理を繰り返し行うこととしているが、エンジンが切られた場合、処理を停止してもよい。
また、本実施の形態においては、所定のイベントが、自動車５００のエンジンのスイッチオンであることとしているが、これに限定されず、荷重センサ１４５の経時変化であってもよく、自動車５００がエンジンを停止させたのちに、エンジンを開始させた所定時間後、例えばエンジンを始動させてから５分後等、自動的に実施させてもよく、ドライブギアをＤレンジに入れた場合でもよく、スイッチ等を設けてスイッチがオンになった場合でもよく、その他任意の条件であってもよい。
In the present embodiment, the processing from step S1 to step S3 is repeated, but the processing may be stopped when the engine is turned off.
In the present embodiment, the predetermined event is that the engine of the automobile 500 is switched on. However, the present invention is not limited to this, and it may be a change with time of the load sensor 145. After the engine is stopped, it may be automatically executed after a predetermined time after starting the engine, for example, 5 minutes after starting the engine, or when the drive gear is put in the D range, the switch Etc. may be provided and the switch may be turned on, or any other conditions may be used.
その結果、自動車５００の荷台５５０内の鮮魚および海水量が減った場合でも、都度、ステップＳ２の挙動検出制御の処理を行うことができるため、的確に荷台５５０の振動を抑制することができる。 As a result, even when the amount of fresh fish and seawater in the loading platform 550 of the automobile 500 is reduced, the behavior detection control process in step S2 can be performed each time, so that the vibration of the loading platform 550 can be accurately suppressed.
（挙動検出処理）
続いて、図４に示したフローチャートの一例であるアクティブ制振装置１００の挙動検出処理について説明を行う。
(Behavior detection processing)
Next, behavior detection processing of the active vibration control device 100 that is an example of the flowchart illustrated in FIG. 4 will be described.
図５は、挙動検出処理の一例を示すフローチャートである。
図５に示すように、アクティブ制振装置１００の制御部４００は、アクチュエータ１４０により強制的に荷台５５０に小さな振動を与える（ステップＳ２１）。
具体的には、アクチュエータ１１０、１２０、１３０から、荷台５５０に周波数０．５Ｈｚ以上２Ｈｚ以下の振動を２秒間程度与える。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of behavior detection processing.
As shown in FIG. 5, the control unit 400 of the active vibration damping device 100 forcibly applies a small vibration to the loading platform 550 by the actuator 140 (step S21).
Specifically, vibration with a frequency of 0.5 Hz to 2 Hz is applied to the loading platform 550 from the actuators 110, 120, and 130 for about 2 seconds.
次いで、設定部３１０は、荷重センサ１４５により荷台５５０の振動を検出する（ステップＳ２２）。
荷重センサ１４５により検出された荷台５５０の振動から、設定部３１０は、荷台５５０の積載物の１次固有振動数を推定する（ステップＳ２３）。
本実施の形態においては、水槽内の水に対する１次固有振動数を推定する。
Next, the setting unit 310 detects the vibration of the loading platform 550 by the load sensor 145 (step S22).
From the vibration of the loading platform 550 detected by the load sensor 145, the setting unit 310 estimates the primary natural frequency of the load on the loading platform 550 (step S23).
In the present embodiment, the primary natural frequency for water in the aquarium is estimated.
次いで、設定部３１０は、推定された１次固有振動数から、２次固有振動数を推定する（ステップＳ２４）。なお、２次固有振動数が荷重センサ１４５により検出された場合、設定部３１０は、検出された２次固有振動数を採用する。 Next, the setting unit 310 estimates a secondary natural frequency from the estimated primary natural frequency (step S24). When the secondary natural frequency is detected by the load sensor 145, the setting unit 310 adopts the detected secondary natural frequency.
続いて、設定部３１０は、ローパスフィルター３２０に２次固有振動数超過の周波数成分をカットするように設定する（ステップＳ２５）。 Subsequently, the setting unit 310 sets the low-pass filter 320 to cut the frequency component exceeding the secondary natural frequency (step S25).
加速度センサ３００から得られた加速度は、ローパスフィルター３２０により２次固有振動数以下の周波数成分のみにされ、制御部４００に与えられる。
制御部４００は、２次固有振動数以下の周波数成分のみに基づいて、後述するように、アクチュエータ１４０を稼働させて荷台５５０の制御処理を行う。
The acceleration obtained from the acceleration sensor 300 is reduced to only a frequency component equal to or lower than the secondary natural frequency by the low-pass filter 320 and is given to the control unit 400.
Based on only the frequency component equal to or lower than the secondary natural frequency, the control unit 400 operates the actuator 140 to control the loading platform 550, as will be described later.
なお、本実施の形態においては、小さな振幅で振動数を変化させて振動させることとしているが、これに限定されず、高調波域で振動させる、または、任意の周波数域で振動させる、または、アクチュエータを用いてインパルス（軽い衝撃）を与えるなど、１次固有振動数が検出または推定できればよい。 In the present embodiment, the vibration is changed by changing the frequency with a small amplitude, but the present invention is not limited to this, and it is vibrated in the harmonic range, or is vibrated in an arbitrary frequency range, or It is only necessary that the primary natural frequency can be detected or estimated, such as applying an impulse (light impact) using an actuator.
また、本実施の形態においては、ステップＳ２２の処理において、荷重センサ１４５により振動を検出することとしているが、これに限定されず、荷台５５０の上方から撮像可能な撮像機器、カメラ等を用いて、画像処理により実施してもよく、その他の任意の手法で検出してもよい。 In the present embodiment, vibration is detected by the load sensor 145 in the process of step S22. However, the present invention is not limited to this, and an imaging device, a camera, or the like that can capture an image from above the loading platform 550 is used. Alternatively, the detection may be performed by image processing or may be detected by any other method.
（制御処理）
続いて、図４に示したステップＳ３の制御処理について説明を行う。図６は、ステップＳ３の制御処理の一例を示すフローチャートである。
(Control processing)
Next, the control process in step S3 shown in FIG. 4 will be described. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the control process in step S3.
図６に示すように、制御部４００は、加速度センサ３００からｘ軸、ｙ軸、ｚ軸の３軸の加速度を受信する（ステップＳ３１）。
なお、制御部４００が受信する信号は、加速度センサ３００から直接ではなく、ローパスフィルター３２０を介して受信しているため、カットオフ周波数でカットされた信号が制御部４００へ与えられる。
As illustrated in FIG. 6, the control unit 400 receives three-axis accelerations of the x axis, the y axis, and the z axis from the acceleration sensor 300 (step S <b> 31).
Since the signal received by the control unit 400 is received not via the acceleration sensor 300 but via the low-pass filter 320, the signal cut at the cutoff frequency is given to the control unit 400.
続いて、制御部４００は、受信した当該加速度信号をＡＤ（アナログ−デジタル、以下、単にＡＤと略記する。）変換する（ステップＳ３２）。
なお、本実施の形態にかかるサンプリング周波数は１０Ｈｚ、すなわち、各加速度のサンプリング周期が、０．１ｓｅｃであるとしている。また、制御部４００における制御周期は、０．５ｓｅｃとしている。
Subsequently, the control unit 400 converts the received acceleration signal from analog to digital (hereinafter simply abbreviated as AD) (step S32).
Note that the sampling frequency according to the present embodiment is 10 Hz, that is, the sampling period of each acceleration is 0.1 sec. The control cycle in the control unit 400 is 0.5 sec.
以下、具体的に、加速度センサ３００から入力した加速度をＡｉｎと仮定する。
また、ｘ軸における加速度をＡｘｉｎ、ｙ軸における加速度をＡｙｉｎ、ｚ軸における加速度をＡｚｉｎと定義する。
これらの加速度センサ３００から入力された加速度Ａｉｎは、水面の揺れに対してノイズ成分を含むため、ローパスフィルター３２０によるローパス処理を行う（ステップＳ３３）。ここで、ローパス処理後の加速度をＡｆｉｌｔｅｒと定義する。
Hereinafter, specifically, it is assumed that the acceleration input from the acceleration sensor 300 is Ain.
Further, the acceleration on the x axis is defined as Axin, the acceleration on the y axis is defined as Ayin, and the acceleration on the z axis is defined as Azin.
The acceleration Ain input from these acceleration sensors 300 includes a noise component with respect to shaking of the water surface, so low-pass processing by the low-pass filter 320 is performed (step S33). Here, the acceleration after the low-pass processing is defined as Afilter.
ここで、ローパスフィルター３２０は、４次ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタである。
ここで、ｎ＝４、フィルタ係数
とすると、
Then,
上記の数２のｎ時点の加速度は、ｎ時点から単位時間毎の４個分前までのデータで計算されることを意味している。したがって、上記のローパスフィルターは、サンプリング周期が、０．１ｓｅｃであることから、カットオフ周波数１Ｈｚとなる。 The acceleration at the time n in the above formula 2 means that the acceleration is calculated from data from the time n up to four times per unit time. Therefore, the low-pass filter has a cutoff frequency of 1 Hz because the sampling period is 0.1 sec.
次いで、ＡＤ変換された加速度Ａｆｉｌｔｅｒから荷台５５０内の液面角度Θを演算する（ステップＳ３４）。
Ｘ軸加速度をＡｘ、Ｙ軸加速度をＡｙ、Ｚ軸加速度をＡｚであると定義すると、ロール方向の液面角度をΘｒｏｌｌは以下の式で表される。
If the X-axis acceleration is defined as Ax, the Y-axis acceleration is defined as Ay, and the Z-axis acceleration is defined as Az, the liquid level angle in the roll direction is expressed by the following equation.
また、ピッチ方向の液面角度ΘＰｉｔｃｈは、以下の式で表される。
制御部４００は、以上のロール方向の液面角度Θｒｏｌｌおよびピッチ方向の液面角度ΘＰｉｔｃｈに基づいて、機構変換を行う（ステップＳ３５）。
次に、制御部４００は、機構変換した制御信号を、アクチュエータ１１０、１２０、１３０に与える（ステップＳ３６）。
The controller 400 performs mechanism conversion based on the above-described liquid surface angle Θroll in the roll direction and liquid surface angle ΘPitch in the pitch direction (step S35).
Next, the control part 400 gives the control signal which carried out mechanism conversion to the actuators 110, 120, and 130 (step S36).
ここで、ステップＳ３５またはステップＳ３６の処理において、具体的には、重心静止のロール動作において、アクチュエータ１２０およびアクチュエータ１３０を同一ＪＯＧ速度で互いに逆方向に駆動させる。その結果、ロール方向の液面角度Θｒｏｌｌを打ち消すことができる。なお、ここで、ＪＯＧ速度とは、シリンダを動作させる速度を意味する。 Here, in the process of step S35 or step S36, specifically, in the roll operation with the center of gravity stationary, the actuator 120 and the actuator 130 are driven in the opposite directions at the same JOG speed. As a result, the liquid surface angle Θroll in the roll direction can be canceled out. Here, the JOG speed means the speed at which the cylinder is operated.
また、重心静止のピッチ動作において、アクチュエータ１３０をピッチ方向の液面角度ΘＰｉｔｃｈに応じた制御のＪＯＧ速度で駆動させ、アクチュエータ１３０と逆方向に、アクチュエータ１１０と１２０を、液面角度ΘＰｉｔｃｈに応じた制御の２分の１のＪＯＧ速度で駆動させる。 In the pitch operation with the center of gravity stationary, the actuator 130 is driven at a JOG speed controlled according to the liquid surface angle ΘPitch in the pitch direction, and the actuators 110 and 120 are driven in accordance with the liquid surface angle ΘPitch in the opposite direction to the actuator 130. Drive at half the control JOG speed.
なお、本実施の形態においては、ＡＤ変換後にローパスフィルター３２０による処理を実施しているが、これに限定されず、アナログ信号においてローパス処理を行ってもよい。 In this embodiment, the processing by the low-pass filter 320 is performed after AD conversion. However, the present invention is not limited to this, and low-pass processing may be performed on an analog signal.
（実施例）
図７は、制御処理を実施しない場合の荷台５５０の各加速度のデータの一例を示す模式図であり、図８は、制御処理を実施した場合の荷台５５０の各加速度のデータの一例を示す模式図である。
(Example)
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of each acceleration data of the loading platform 550 when the control processing is not performed, and FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of each acceleration data of the loading platform 550 when the control processing is performed. FIG.
図７および図８においては、自動車５００を実際に走行させて加速度センサ３００により検出した結果を示したものである。荷台５５０には、水槽を積載した。また、自動車５００を走行させた結果、水槽の液面に対するロール方向の液面角度Θｒｏｌｌの９９％、ピッチ方向の液面角度ΘＰｉｔｃｈの９９％は、±１０°内にあること、および、ロール方向の液面角速度の９４％、ピッチ方向の液面角速度の９６％は、±１０°／ｓ内にあることから、アクチュエータ１４０を動かして荷台５５０の傾きを制御する場合の最大角度を±１０°、最大角速度を±１０°／ｓとした。 FIGS. 7 and 8 show the results of detecting the acceleration sensor 300 after actually driving the automobile 500. A water tank was loaded on the loading platform 550. Further, as a result of running the automobile 500, 99% of the liquid surface angle Θroll in the roll direction with respect to the liquid surface of the water tank and 99% of the liquid surface angle ΘPitch in the pitch direction are within ± 10 °, and the roll direction Since 94% of the liquid surface angular velocity and 96% of the liquid surface angular velocity in the pitch direction are within ± 10 ° / s, the maximum angle when the inclination of the loading platform 550 is controlled by moving the actuator 140 is ± 10 °. The maximum angular velocity was ± 10 ° / s.
図７に示すように、ｘ軸加速度Ｘａは±１．０重力加速度であり、ｙ軸加速度Ｙａは±０．８重力加速度であり、ｚ軸加速度Ｚａは±１．８重力加速度である。 As shown in FIG. 7, the x-axis acceleration Xa is ± 1.0 gravity acceleration, the y-axis acceleration Ya is ± 0.8 gravity acceleration, and the z-axis acceleration Za is ± 1.8 gravity acceleration.
一方、本実施の形態にかかるアクティブ制振装置１００を用いた場合、図８に示すように、ｘ軸加速度Ｘａは±０．３重力加速度であり、ｙ軸加速度Ｙａは±０．３重力加速度であり、ｚ軸加速度Ｚａは±０．３重力加速度である。 On the other hand, when the active vibration damping device 100 according to the present embodiment is used, as shown in FIG. 8, the x-axis acceleration Xa is ± 0.3 gravity acceleration, and the y-axis acceleration Ya is ± 0.3 gravity acceleration. The z-axis acceleration Za is ± 0.3 gravity acceleration.
以上のように、本実施の形態にかかるアクティブ制振装置１００においては、加速度センサ３００により検出された加速度の荷台５５０の固有振動数の２倍超過の周波数成分をローパスフィルター３２０によりカットする。そして、そのカット処理を行った周波数成分の加速度の向きが、荷台５５０に対して垂直となるように制御部４００が、制御処理を行う。その結果、固有振動数の２倍超過の周波数成分をカットすることにより、水槽内の一次共振周波数を主に制振することができる。具体的には、スロッシング現象などの重要な振動を抑制することができる。したがって、固有振動数の２倍以下の周波数成分に焦点をあてて、制御処理を行うことにより、確実に自動車５００における荷台５５０の主となる揺動を制振することができる。 As described above, in the active vibration damping device 100 according to the present embodiment, the low frequency filter 320 cuts the frequency component that is twice the natural frequency of the loading platform 550 of the acceleration detected by the acceleration sensor 300. And the control part 400 performs a control process so that the direction of the acceleration of the frequency component which performed the cut process becomes perpendicular | vertical with respect to the loading platform 550. FIG. As a result, the primary resonance frequency in the water tank can be mainly damped by cutting the frequency component that is twice the natural frequency. Specifically, important vibrations such as a sloshing phenomenon can be suppressed. Therefore, by focusing on the frequency component that is not more than twice the natural frequency and performing the control process, the main swing of the loading platform 550 in the automobile 500 can be reliably controlled.
さらに、最小３個のアクチュエータ１４０が配設されるので、確実に荷台５５０の揺動を制御することができる。 Furthermore, since a minimum of three actuators 140 are provided, the swinging of the loading platform 550 can be controlled reliably.
また、自動車５００の稼働前にアクチュエータ１４０を予備稼働させて、荷台５５０の固有振動数を推定することができる。
その結果、制御部４００は、荷台５５０の水槽内の容量が変化した場合であっても、随時適切に揺動（振動）を制御することができ設定部３１０により荷台５５０の固有振動数を任意に設定することができる。その結果、目標とする揺動（振動）を容易に制振することができる。
すなわち、水槽内の鮮魚をお店に配送した後でも、適切な制振を行うことができる。
Further, the natural frequency of the loading platform 550 can be estimated by preliminarily operating the actuator 140 before the operation of the automobile 500.
As a result, the control unit 400 can appropriately control oscillation (vibration) at any time even when the capacity of the loading platform 550 in the water tank changes, and the setting unit 310 can arbitrarily set the natural frequency of the loading platform 550. Can be set to As a result, the target swing (vibration) can be easily suppressed.
That is, even after the fresh fish in the aquarium is delivered to the store, appropriate vibration suppression can be performed.
また、自動車１００が移動を開始する前に、自動車１００の静止状態において、荷台５５０に搭載した水槽に対してアクチュエータ１４０を強制的に動かして、その時の各アクチュエータ１４０にかかる荷重を荷重センサ１４５で検出し、荷重の変化（最大となる時の振動数）から、荷台５５０に搭載した水槽の１次および２次固有振動数を推定し、該固有振動数をもって、ローパスフィルター３２０のカットオフ周波数を自動設定し、アクチュエータ１４０を動かして荷台５５０の傾きを制御するので、自動車５００の移動途中で荷台５５０の水槽内の積荷に変化（増減時）があっても、最適な制振制御が可能となる。
また、本実施の形態においては、加速度センサ３００で検出した加速度の周波数成分のうち、荷台５５０に搭載した水槽の２次固有振動数より高い周波数成分に過度に応答すると、かえって振動および揺れを励起してしまうため望ましくないと考えられる。
Further, before the automobile 100 starts moving, the actuator 140 is forcibly moved with respect to the water tank mounted on the loading platform 550 in a stationary state of the automobile 100, and the load applied to each actuator 140 at that time is detected by the load sensor 145. Detecting and estimating the primary and secondary natural frequencies of the water tank mounted on the loading platform 550 from the change in load (frequency at the maximum), and using the natural frequency, the cutoff frequency of the low-pass filter 320 is calculated. Since it is automatically set and the actuator 140 is moved to control the tilt of the loading platform 550, even if the load in the tank of the loading platform 550 changes (increase / decrease) during the movement of the automobile 500, optimal vibration suppression control is possible. Become.
Further, in the present embodiment, if the frequency component of the acceleration detected by the acceleration sensor 300 is excessively responded to a frequency component higher than the secondary natural frequency of the water tank mounted on the loading platform 550, vibration and vibration are excited instead. Therefore, it is considered undesirable.
また、荷重センサ１４５は、カメラからなってもよい。その結果、確実に荷台５５０の挙動を検出することができる。 Further, the load sensor 145 may be a camera. As a result, the behavior of the loading platform 550 can be reliably detected.
さらに、本発明にかかるアクティブ制振装置１００においては、防災関連の分野においては、制振または免震機器への適用も可能である。 Furthermore, the active vibration damping device 100 according to the present invention can be applied to vibration damping or seismic isolation equipment in the field of disaster prevention.
なお、図１に示すように、アクティブ制振装置１００は、自動車５００の荷台５５０に固定したこととしているが、これに限定されず、車輪または無限軌道を有する移動体のフレーム等に固定して設置してもよい。
また、図２に示すように、アクティブ制振装置１００は、加速度センサ３００を、荷台５５０の下面の２等辺三角形Ａａ，Ａｂ，Ａｃの重心位置Ａｇに設けているが、自動車５００の本体の大きな２等辺三角形の重心位置に設けて、加速度を検出して、制御してもよい。
As shown in FIG. 1, the active vibration damping device 100 is fixed to the loading platform 550 of the automobile 500. However, the present invention is not limited to this, and the active vibration damping device 100 is fixed to a frame of a moving body having wheels or an endless track. May be installed.
In addition, as shown in FIG. 2, the active vibration damping device 100 includes the acceleration sensor 300 at the center of gravity Ag of the isosceles triangles Aa, Ab, and Ac on the lower surface of the loading platform 550. It may be provided at the center of gravity of an isosceles triangle to detect and control acceleration.
本発明においては、自動車５００が「移動体」に相当し、水槽が「物体」に相当し、アクチュエータ１４０が「アクチュエータ」に相当し、アクティブ制振装置１００が「アクティブ制振装置」に相当し、加速度センサ３００が「加速度検出部、加速度検出工程」に相当し、ローパスフィルター３２０が「フィルタ部、フィルタ工程」に相当し、制御部４００が「制御部」に相当し、荷台５５０が「荷台」に相当し、頂点Ａａ，Ａｂ，Ａｃが「多角形の頂点位置」に相当し、設定部３１０が「設定部」に相当し、荷重センサ１４５が「挙動検出部」に相当し、設定部３１０が「推定部」に相当し、荷重センサ１４５が「荷重センサ」に相当し、図４、図５、図６のフローチャートが「制御工程」に相当し、図４、図５、図６のフローチャートが「アクティブ制振装置の制御方法」に相当する。 In the present invention, the automobile 500 corresponds to the “moving body”, the water tank corresponds to the “object”, the actuator 140 corresponds to the “actuator”, and the active vibration damping device 100 corresponds to the “active vibration damping device”. The acceleration sensor 300 corresponds to “acceleration detection unit, acceleration detection process”, the low-pass filter 320 corresponds to “filter unit, filter process”, the control unit 400 corresponds to “control unit”, and the loading platform 550 corresponds to “loading platform”. , Vertices Aa, Ab, and Ac correspond to “polygon vertex positions”, the setting unit 310 corresponds to “setting unit”, the load sensor 145 corresponds to “behavior detection unit”, and the setting unit 310 corresponds to the “estimator”, the load sensor 145 corresponds to the “load sensor”, the flowcharts of FIGS. 4, 5, and 6 correspond to the “control process”, and FIG. 4, FIG. 5, and FIG. flowchart It corresponds to the "control method of the active vibration damping device".
本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。 A preferred embodiment of the present invention is as described above, but the present invention is not limited thereto. It will be understood that various other embodiments may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, in this embodiment, although the effect | action and effect by the structure of this invention are described, these effect | actions and effects are examples and do not limit this invention.
１００ アクティブ制振装置
１４０ アクチュエータ
１４５ 荷重センサ
３００ 加速度センサ
３１０ 設定部
３２０ ローパスフィルター
４００ 制御部
５００ 自動車
５５０ 荷台
Ａａ，Ａｂ，Ａｃ 頂点
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Active damping device 140 Actuator 145 Load sensor 300 Acceleration sensor 310 Setting part 320 Low pass filter 400 Control part 500 Automobile 550 Cargo bed Aa, Ab, Ac Vertex
Claims (5)
前記物体に加わる加速度を検出する加速度検出部と、
前記加速度検出部により検出された加速度のうち、前記物体の固有振動数の２倍超過の周波数成分をカットするフィルタ部と、
前記フィルタ部を通過した周波数成分の加速度の向きが前記物体に対して垂直となるように、前記アクチュエータを制御する制御部と、
前記物体の固有振動数を任意に設定可能とする設定部と、を含むアクティブ制振装置。 An active vibration damping device for damping vibration applied to an object mounted on a moving body by an actuator,
An acceleration detector for detecting acceleration applied to the object;
A filter unit that cuts a frequency component that exceeds twice the natural frequency of the object among the accelerations detected by the acceleration detection unit;
A control unit that controls the actuator so that the direction of acceleration of the frequency component that has passed through the filter unit is perpendicular to the object ;
An active vibration control device including a setting unit that can arbitrarily set the natural frequency of the object .
前記物体は、前記荷台に載置され、
重心を囲む前記荷台の下部の多角形の頂点位置にそれぞれ前記アクチュエータが配設された、請求項１記載のアクティブ制振装置。 The moving body has a cargo bed,
The object is placed on the loading platform,
The active vibration damping device according to claim 1, wherein the actuator is disposed at each of vertex positions of a polygon below the loading platform that surrounds the center of gravity.
前記挙動検出部で検出した前記物体の挙動から前記物体の固有振動数を推定する推定部と、をさらに含み、
前記制御部は、前記推定部により推定された前記固有振動数に応じて前記アクチュエータを制御する、請求項１または２に記載のアクティブ制振装置。 A behavior detection unit for pre-operating the actuator to detect the behavior of the object before the movable body is operated;
An estimation unit that estimates the natural frequency of the object from the behavior of the object detected by the behavior detection unit;
Wherein the control unit controls the actuator in accordance with the natural frequency estimated by the estimating unit, the active vibration damping device according to claim 1 or 2.
前記物体の固有振動数を任意に設定可能とする設定工程と、
前記物体に加わる加速度を検出する加速度検出工程と、
前記加速度検出工程により検出された加速度のうち、前記物体の固有振動数の２倍超過の周波数成分をカットするフィルタ工程と、
前記フィルタ工程を通過した周波数成分の加速度の向きが前記物体に対して垂直となるように、前記アクチュエータを制御する制御工程と、を含むアクティブ制振装置の制御方法。 A control method of an active vibration control device that controls vibration applied to an object mounted on a moving body by an actuator,
A setting step capable of arbitrarily setting the natural frequency of the object;
An acceleration detection step of detecting acceleration applied to the object;
A filter step of cutting a frequency component exceeding twice the natural frequency of the object out of the acceleration detected by the acceleration detection step;
A control step of controlling the actuator so that the direction of acceleration of the frequency component that has passed through the filtering step is perpendicular to the object.
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