JPH08326833A - Control device for active damper - Google Patents
Control device for active damperInfo
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- JPH08326833A JPH08326833A JP13191995A JP13191995A JPH08326833A JP H08326833 A JPH08326833 A JP H08326833A JP 13191995 A JP13191995 A JP 13191995A JP 13191995 A JP13191995 A JP 13191995A JP H08326833 A JPH08326833 A JP H08326833A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、構造物や橋などの構造
物一般に用いられるアクティブダンパの制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an active damper generally used for structures such as structures and bridges.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のアクティブダンパの構成図を図８
に示す。図８において、１は制振の対象である構造物、
２は構造物上を移動可能な付加質量、３はモータの回転
を付加質量移動に変える手段（例えばボールねじ）、４
はモータ、５と６はモータの回転量と回転速度を検出す
るセンサ（例えばエンコーダとタコジェネレータ）、７
はモータの回転を制御する手段（例えばモータドライ
バ）、８は構造物の揺れの速度を検出する速度計、９は
制御信号（例えばトルク指令）を出力する制御装置であ
る。2. Description of the Related Art FIG. 8 is a block diagram of a conventional active damper.
Shown in In FIG. 8, reference numeral 1 is a structure to be damped,
Reference numeral 2 denotes an additional mass movable on the structure, 3 means for changing the rotation of the motor into additional mass movement (for example, a ball screw), 4
Is a motor, 5 and 6 are sensors (for example, an encoder and a tacho-generator) that detect the rotation amount and rotation speed of the motor, 7
Is a means for controlling the rotation of the motor (for example, a motor driver), 8 is a speedometer for detecting the swing speed of the structure, and 9 is a control device for outputting a control signal (for example, a torque command).
【０００３】図９は従来の制御装置９の処理内容を示す
ブロック図である。図９において、１０は構造物速度か
らの構造物変位を推定演算する構造物変位推定部であ
る。FIG. 9 is a block diagram showing the processing contents of a conventional controller 9. In FIG. 9, reference numeral 10 denotes a structure displacement estimation unit that estimates and calculates the structure displacement from the structure velocity.
【０００４】１１は付加質量変位と付加質量速度と構造
物変位と構造物速度から、最適ゲインＫ1 、Ｋ2 、Ｋ
3 、Ｋ4 を各々に掛けて、足し合わせてトルク指令とす
る最適制御演算部である。Numeral 11 is the optimum gain K 1 , K 2 , K from the added mass displacement, the added mass velocity, the structure displacement and the structure velocity.
It is an optimum control calculation unit that multiplies 3 and K 4 and adds them together to obtain a torque command.
【０００５】ここで、最適ゲインＫ1 、Ｋ2 、Ｋ3 、Ｋ
4 は、実際の構造物の揺れの挙動を等価的に表す図３の
運動モデルをもとに、構造物の揺れが速やかに減衰する
ように予め最適設定された制御ゲインである。Here, the optimum gains K 1 , K 2 , K 3 , K
4, based on the motion model of Figure 3 which equivalently represents the behavior of shaking of the actual structure, a control gain shaking pre optimally set so as to attenuate quickly structure.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】構造物の揺れが、ある
一つの周波数成分のみであるとみなせる場合、つまり他
の周波数成分の振幅が十分小さい場合には、構造物を１
質点とみなすことができ、図３の運動モデルで実際の構
造物の揺れの挙動を表すことができる。If the vibration of the structure can be regarded as only one frequency component, that is, if the amplitudes of the other frequency components are sufficiently small, the structure is
This can be regarded as a mass point, and the motion model of FIG. 3 can represent the actual swinging behavior of the structure.
【０００７】しかし、構造物がツインタワー等の複雑な
形状で複数の周波数成分から成る場合において、一番振
幅の大きい代表周波数成分以外は無視して、代表周波数
成分で構造物を１質点とした場合には、図３の運動モデ
ルと実際の構造物の揺れの挙動とに誤差が生じる。However, when the structure is composed of a plurality of frequency components in a complicated shape such as a twin tower, all the components except the representative frequency component having the largest amplitude are ignored, and the structure is defined by the representative frequency component as one mass point. In this case, an error occurs between the motion model shown in FIG. 3 and the actual swinging behavior of the structure.
【０００８】このため、図３の運動モデルのもとで、最
適ゲインを決めて最適制御演算部を構成する従来の制御
装置を用いると、制御装置の出力であるトルク指令が無
視した振動成分により励起され、構造物が高周波で振動
するスピルオーバが発生する。Therefore, when the conventional control device which determines the optimum gain and constitutes the optimum control arithmetic unit is used under the motion model of FIG. 3, the torque command output from the control device causes the vibration component to be ignored. Excitation causes a spillover in which the structure vibrates at high frequencies.
【０００９】スピルオーバとは、制御設計時に考慮しな
かった制御対象の振動モードが、制御によって増幅さ
れ、不安定になってしまうことをいう。本発明は、これ
らの問題を解決することができる制御装置を提供するこ
とを目的とする。The spillover means that a vibration mode of a controlled object, which is not taken into consideration during control design, is amplified by the control and becomes unstable. An object of the present invention is to provide a control device that can solve these problems.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明に係るアクティブ
ダンパの制御装置は、構造物の風や地震に対する揺れを
低減するために構造物に設置するアクティブダンパの制
御装置において、（Ａ）構造物の揺れの速度を検出する
速度計と、（Ｂ）前記構造物上を移動できる付加質量
と、（Ｃ）モータと、（Ｄ）前記モータの回転を付加質
量の移動に変える手段と、（Ｅ）前記付加質量の変位と
速度を、モータの回転量と回転速度により検出するセン
サと、（Ｆ）前記モータの回転を制御する手段と、
（Ｇ）前記速度計からの信号と、前記センサからの信号
を入力し、前記モータの回転を制御する手段へ制御信号
を出力する制御装置を具備し、（Ｈ）前記制御装置は、
構造物変位推定部とＨ∞制御演算部とからなり、（Ｉ）
前記Ｈ∞制御演算部は、Ｈ∞制御器であるＨ1 （Ｓ）と
Ｈ2 （Ｓ）から成り、Ｈ1 （Ｓ）制御器は、前記センサ
から付加質量の変位を入力し、Ｈ2 （Ｓ）制御器は、前
記速度計からの信号を構造物変位推定部を介して、構造
物変位として入力し、（Ｊ）前記モータの回転を制御す
る手段は、前記Ｈ∞制御演算部の制御器及Ｈ1（Ｓ）お
よびＨ2 （Ｓ）からの信号を入力することを特徴とす
る。A control device for an active damper according to the present invention is a control device for an active damper which is installed in a structure in order to reduce sway of the structure against wind and earthquake. A speedometer for detecting the swaying speed of the motor, (B) an additional mass movable on the structure, (C) a motor, and (D) means for converting the rotation of the motor into the movement of the additional mass, ) A sensor for detecting the displacement and speed of the additional mass based on the rotation amount and rotation speed of the motor, and (F) means for controlling the rotation of the motor.
(G) A control device is provided, which receives a signal from the speedometer and a signal from the sensor and outputs a control signal to a unit that controls rotation of the motor. (H) The control device includes:
It consists of a structure displacement estimation unit and an H ∞ control calculation unit.
The H∞ control arithmetic unit is composed of H 1 is H∞ controller (S) and H 2 (S), H 1 (S) controller inputs a displacement of the additional mass from the sensor, H 2 (S) The controller inputs the signal from the speedometer as a structure displacement through the structure displacement estimation unit, and (J) the means for controlling the rotation of the motor is the H∞ control calculation unit. It is characterized in that signals from the controller and H 1 (S) and H 2 (S) are input.
【００１１】[0011]
【作用】本発明装置においては、従来の制御装置の制御
方式である最適制御を、Ｈ∞制御に変える。そのため、
従来の最適制御では下記の１項のみの目標仕様を満足す
るのに対し、本発明装置（Ｈ∞制御）では下記の１項と
２項の両方の目標仕様を満足させることができる。 １．構造物の揺れを速やかに減衰させる。 ２．運動モデルに誤差があった場合、つまり実際の構造
物の揺れの挙動が運動モデルによるものと違う場合で
も、ある範囲であればスピルオーバが発生しないことを
保証する。In the device of the present invention, the optimum control, which is the control method of the conventional control device, is changed to the H∞ control. for that reason,
While the conventional optimum control satisfies the target specification of only the following item 1, the device of the present invention (H∞ control) can satisfy both the target specifications of the following items 1 and 2. 1. Promptly damps the sway of the structure. 2. Even if there is an error in the motion model, that is, even if the actual behavior of the swing of the structure is different from that of the motion model, it is guaranteed that spillover does not occur within a certain range.
【００１２】本発明装置のＨ∞制御は、図４に示すよう
に付加質量変位と構造物変位に対して、各々の伝達関数
であるＨ∞制御器Ｈ1 （Ｓ）とＨ2 （Ｓ）を掛けて、足
し合わせてトルク指令とする、動的フィードバック制御
である。The H ∞ control of the device of the present invention is performed by the H ∞ controllers H 1 (S) and H 2 (S), which are transfer functions for the added mass displacement and the structure displacement, as shown in FIG. Is a dynamic feedback control in which the torque command is obtained by multiplying by and adding.
【００１３】なお、図４の３３は積分器で、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｅは図３中に示した運動モデルのパラメータｍ1 、
ｋ1 、ｃ1 、ｍ2 、ｋ2 、ｃ2 により定まる定数行列ま
たは定数ベクトルである。Reference numeral 33 in FIG. 4 is an integrator, which has A, B,
C and E are parameters m 1 of the motion model shown in FIG.
It is a constant matrix or constant vector defined by k 1 , c 1 , m 2 , k 2 , and c 2 .
【００１４】つまり図４のＨ1 （Ｓ）とＨ2 （Ｓ）を除
く部分は運動モデルをブロック線図で表現したものであ
る。図４のブロック線図において、Ｈ∞ノルムと呼ばれ
る以下の式１の評価関数を満たす制御器Ｈ1 （Ｓ）とＨ
2 （Ｓ）を求めることが、Ｈ∞制御器の設計問題であ
る。That is, the portion excluding H 1 (S) and H 2 (S) in FIG. 4 is a motion diagram represented by a block diagram. In the block diagram of FIG. 4, the controllers H 1 (S) and H that satisfy the evaluation function of the following Equation 1 called H∞ norm
Obtaining 2 (S) is a design problem of the H∞ controller.
【００１５】[0015]
【数１】 [Equation 1]
【００１６】ここで、Ｎは外乱からトルク指令への伝達
関数、Ｍ＝［Ｍ1 ／Ｍ2 ］、Ｍ1 は外乱から付加質量変
位への伝達関数、Ｍ2 外乱から構造物変位への伝達関
数、Ｎ、Ｍは以下の式２で表すことができる。Here, N is the transfer function from the disturbance to the torque command, M = [M 1 / M 2 ], M 1 is the transfer function from the disturbance to the additional mass displacement, and M 2 is the transfer from the disturbance to the structure displacement. The functions, N and M, can be expressed by the following Equation 2.
【００１７】なお、 Ｗ1 ，Ｗ2 は重み伝達関数と呼ば
れる調整パラメータであり、Ｗ1 ，Ｗ2 ＝diag（Ｗ21，
Ｗ22）である。 Ｎ＝Ｈ（Ｉ1 −Ｐu ・Ｈ）-1Ｐw Ｍ＝（Ｉ1 −Ｐu ・Ｈ）-1Ｐw （２） ここで、Ｐu 、Ｐw は以下の式で計算される伝達関数、
Ｈは以下の式３で表される伝達関数、Ｉ1 は２×２の単
位行列である。Note that W 1 and W 2 are adjustment parameters called a weight transfer function, and W 1 and W 2 = diag (W 21 ,
W 22 ). N = H (I 1 -P u · H) -1 P w M = (I 1 -P u · H) -1 P w (2) where, P u, P w is calculated by the following formula Transfer function,
H is a transfer function expressed by Equation 3 below, and I 1 is a 2 × 2 identity matrix.
【００１８】 Ｐu ＝Ｃ（ｓＩ2 −Ａ）-1Ｂ Ｐw ＝Ｃ（ｓＩ2 −Ａ）-1Ｅ Ｈ＝［Ｈ1 Ｈ2 ］ （３） ここで、Ｉ2 は４×４の単位行列、ｓはラプラス演算子
である。P u = C (sI 2 −A) −1 B P w = C (sI 2 −A) −1 E H = [H 1 H 2 ] (3) where I 2 is 4 × 4 An identity matrix, s is a Laplace operator.
【００１９】式（１）の評価関数を満たすＨ∞制御器を
設計することで、以下の特徴をもった制御が実現でき
る。 （１）制御対象の入出力間の応答特性、すなわちトルク
指令に対する付加質量変位および構造物変位の応答特性
について、実際の応答特性と運動モデルの応答特性との
間に加法的誤差Ｗ1 があっても、スピルオーバが発生し
ないことを保証する。 （２）外乱から構造物変位への伝達関数であるＭ2 は、
外乱に対する構造物変位の応答特性を表す。By designing an H∞ controller that satisfies the evaluation function of equation (1), control having the following characteristics can be realized. (1) Regarding the response characteristic between the input and output of the controlled object, that is, the response characteristic of the additional mass displacement and the structure displacement with respect to the torque command, there is an additive error W 1 between the actual response characteristic and the response characteristic of the motion model. Guarantees that no spillover will occur. (2) M 2 which is the transfer function from the disturbance to the structure displacement is
The response characteristics of the structure displacement to the disturbance are shown.
【００２０】重み伝達関数Ｗ2 の要素であるＷ22を大き
くすることでＭ2 を小さくするＨ∞制御器が設計でき
る。Ｗ22を構造物が揺れる周波数である共振周波数で大
きくなるように設定することで、外乱に対する構造物変
位の共振周波数のゲインが下がり、構造物の揺れに対す
る減衰が大きくなる。 （３）外乱から付加質量変位への伝達関数であるＭ1
は、外乱に対する付加質量変位の応答特性を表す。By increasing W 22 , which is an element of the weight transfer function W 2 , it is possible to design an H∞ controller that reduces M 2 . By setting W 22 to be large at the resonance frequency, which is the frequency at which the structure shakes, the gain of the resonance frequency of the structure displacement with respect to the external disturbance is reduced, and the damping against the shake of the structure is increased. (3) M 1 which is the transfer function from the disturbance to the additional mass displacement
Represents the response characteristic of the added mass displacement to the disturbance.
【００２１】重み伝達関数Ｗ2 の要素であるＷ21を大き
くすることでＭ1 を小さくするＨ∞制御器が設計でき
る。Ｗ21を付加質量変位がストローク制限を越えない範
囲でできるだけ小さく設定することで、付加質量の移動
に対する制限が小さくなり、構造物が揺れに対する減衰
が大きくなる。By increasing W 21 , which is an element of the weight transfer function W 2 , it is possible to design an H∞ controller that reduces M 1 . By setting W 21 as small as possible within the range in which the displacement of the additional mass does not exceed the stroke limit, the restriction on the movement of the additional mass becomes small, and the damping of the structure to shake becomes large.
【００２２】[0022]
【実施例】本発明のＨ∞制御による制御装置の処理内容
を図１に示し、アクティブダンパの構成を図２に示す。
図１において、２０は構造物速度から構造物変位を推定
演算する構造物変位推定部である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the processing contents of a control device according to the H∞ control of the present invention, and FIG. 2 shows the configuration of an active damper.
In FIG. 1, reference numeral 20 denotes a structure displacement estimation unit that estimates and calculates the structure displacement from the structure velocity.
【００２３】２１は付加質量変位と構造物変位に、予め
設定したＨ∞制御演算器Ｈ1 （Ｓ）とＨ2 （Ｓ）を各々
に掛けて、足し合わせてトルク指令とするＨ∞制御演算
部である。Reference numeral 21 is an H ∞ control calculation for multiplying the additional mass displacement and the structure displacement by preset H ∞ control calculators H 1 (S) and H 2 (S), and adding them to obtain a torque command. It is a department.
【００２４】ここでＨ∞制御器は、図４のブロック図の
もと、式（１）の評価関数を満たすように予め求めた制
御器である。重み伝達関数と呼ばれる評価関数内の調整
パラメータＷ1 、Ｗ2 は、制御性能を左右する重要なパ
ラメータであり、以下の方法で決定した。 （１）重み伝達関数Ｗ1 の決定方法。Here, the H ∞ controller is a controller previously obtained so as to satisfy the evaluation function of the equation (1) based on the block diagram of FIG. The adjustment parameters W 1 and W 2 in the evaluation function called the weight transfer function are important parameters that influence the control performance, and were determined by the following method. (1) A method of determining the weight transfer function W 1 .
【００２５】まず、従来の最適制御のロバスト安定性
（パラメータ変動に強い安定性）、つまり最適制御にお
けるスピルオーバの発生しない許容限界のモデル誤差Ｎ
10をもとめて、これをＷ1 （Ｗ1 ＝Ｎ10）とする。First, the robust stability of the conventional optimum control (stability against parameter fluctuations), that is, the model error N of the allowable limit at which spillover does not occur in the optimum control
Obtain 10 and let this be W 1 (W 1 = N 10 ).
【００２６】つまり、まずはロバスト安定性が最適制御
と同等なるＷ1 を求めた。ただしこの時点では、実際の
モデル誤差はＨ∞制御の許容限界のモデル誤差Ｗ1 ＝Ｎ
10より大きいため、Ｈ∞制御でもスピルオーバ現象が発
生する。That is, first, W 1 having robust stability equivalent to that of the optimum control was obtained. However, at this point, the actual model error is the model error W 1 = N of the allowable limit of the H ∞ control.
Since it is larger than 10 , the spillover phenomenon occurs even in the H∞ control.
【００２７】次に、Ｗ1 のゲインを少しづつ上げてゆ
き、スピルオーバ現象が発生しなくなるまで大きくし、
これをＷ1 として決定した。以上の手順でＷ1 を決定す
ることにより、Ｈ∞制御のロバスト安定性は、実際より
も過大なモデル誤差も、許容する必要以上のロバスト安
定性を持たせることなく、つまりロバスト安定性に相反
する減衰性能の劣化を招くことなく、必要最小限のロバ
スト安定性とすることができた。Next, gradually increase the gain of W 1 until the spillover phenomenon does not occur,
This was determined as W 1 . By determining W 1 according to the above procedure, the robust stability of the H ∞ control is such that even if the model error is larger than it actually is, the robust stability does not exceed the necessary allowable stability, that is, the robust stability conflicts. The required minimum robust stability could be achieved without degrading the damping performance.
【００２８】図５に決定したＷ1 を示す。 （２）重み伝達関数Ｗ2 の要素であるＷ22の決定方法。 まず、従来の最適制御における外乱に対する構造物変位
の応答特性Ｍ20をもとめ、構造物変位が最大となる周波
数である共振周波数で現れるゲインのピーク値Ｐ2 を求
めた。FIG. 5 shows the determined W 1 . (2) A method of determining W 22 , which is an element of the weight transfer function W 2 . First, based on the response characteristic M 20 of the structure displacement to the disturbance in the conventional optimum control, the peak value P 2 of the gain that appears at the resonance frequency, which is the frequency at which the structure displacement becomes maximum, was obtained.
【００２９】そして、Ｗ22の共振周波数におけるゲイン
Ｋ22が、Ｋ22＊Ｐ2 ＝１を満たすようにＷ22を求めた。
以上の手順でＷ22を決定することにより、Ｈ∞制御にお
ける外乱に対する構造物変位の応答特性Ｍ2 は式（１）
の評価関数からＷ22より小さくなるので、構造物の揺れ
の減衰を決める共振周波数でのゲインを、最適制御のゲ
インのＰ2 と同等化または、それ以下にすることができ
た。[0029] Then, the gain K 22 at the resonance frequency of the W 22 is to determine the W 22 to meet the K 22 * P 2 = 1.
By determining W 22 in the above procedure, the response characteristic M 2 of the structure displacement to the disturbance in the H ∞ control is calculated by the equation (1).
Since it is smaller than W 22 from the evaluation function of, the gain at the resonance frequency that determines the damping of the vibration of the structure can be made equal to or less than the optimum control gain P 2 .
【００３０】図６に決定したＷ22を示す。 （３）重み伝達関数Ｗ2 の要素であるＷ21の決定方法。 まず、従来の最適制御における外乱に対する付加質量変
位の応答特性Ｍ10をもとめ、付加質量変位が最大となる
周波数である共振周波数で現れるゲインのピーク値Ｐ1
を求めた。FIG. 6 shows the determined W 22 . (3) A method of determining W 21 , which is an element of the weight transfer function W 2 . First, based on the response characteristic M 10 of the additional mass displacement to the disturbance in the conventional optimum control, the peak value P 1 of the gain that appears at the resonance frequency, which is the frequency at which the additional mass displacement is maximum, is obtained.
I asked.
【００３１】そして、Ｗ21の共振周波数におけるゲイン
Ｋ21が、Ｋ21＊Ｐ1 が１より十分小さくなるようにＷ21
を求めた。次に、Ｗ21のゲインをすこしづつ上げてゆ
き、付加質量変位がストローク制限以内になるまで大き
くし、これをＷ21として決定した。[0031] Then, the gain K 21 at the resonance frequency of the W 21 is, K 21 * P 1 is W 21 to be sufficiently smaller than 1
I asked. Next, the gain of W 21 was gradually increased to increase until the added mass displacement was within the stroke limit, and this was determined as W 21 .
【００３２】以上の手順でＷ21を決定することにより、
Ｈ∞制御における外乱における付加質量変位の移動変位
は、ストローク制限以内で最大限に移動できるようにな
り、これにより構造物の揺れの減衰を大きくすることが
できた。By determining W 21 by the above procedure,
The displacement of the additional mass displacement due to the disturbance in the H∞ control can be moved to the maximum within the stroke limit, whereby the damping of the sway of the structure can be increased.
【００３３】図７に決定したＷ21を示す。上述の手順で
調整パラメータＷ1 、Ｗ2 を決定した。そして、図４の
ブロック図のもと、式（１）の評価関数を満たすＨ∞制
御器を、算出した。FIG. 7 shows the determined W 21 . The adjustment parameters W 1 and W 2 were determined by the above procedure. Then, based on the block diagram of FIG. 4, an H ∞ controller that satisfies the evaluation function of Expression (1) was calculated.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明は前述のように構成されていたの
で、以下に記載するような効果を奏する。構造物がツイ
ンタワー等の複雑な形状で、構造物の揺れが複数の周波
数成分から成る場合に、一番振幅の大きい代表周波数成
分以外は無視して、代表周波数成分で構造物を１質点と
した場合には、運動モデルと実際の揺れの挙動とに誤差
が生じる。Since the present invention is configured as described above, it has the following effects. When the structure has a complicated shape such as a twin tower and the vibration of the structure is composed of multiple frequency components, all the components except the representative frequency component with the largest amplitude are ignored, and the structure is regarded as one mass point with the representative frequency component. In that case, an error occurs between the motion model and the actual shaking behavior.
【００３５】そのため従来の最適制御では、この運動モ
デルの誤差によって、制御装置の出力であるトルク指令
が無視した周波数成分で励起され、構造物が高周波で振
動するスピルオーバが発生する。Therefore, in the conventional optimum control, due to the error of the motion model, the torque command as the output of the control device is excited with a frequency component neglected, and a spillover occurs in which the structure vibrates at a high frequency.
【００３６】しかし、本発明のＨ∞制御による制御装置
をアクティブダンパに用いることにより、スピルオーバ
を発生させることなく、構造物の揺れを速やかに減衰さ
せることが可能になった。However, by using the H∞ control controller of the present invention for the active damper, it becomes possible to quickly damp the sway of the structure without causing spillover.
【図１】本発明の制御装置の処理内容を示すブロック線
図。FIG. 1 is a block diagram showing the processing contents of a control device of the present invention.
【図２】本発明の制御装置を用いたアクティブダンパの
構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of an active damper using the control device of the present invention.
【図３】本発明または従来の制御装置を設計するのに用
いる運動モデルを示す図。FIG. 3 is a diagram showing a motion model used for designing the control device of the present invention or the related art.
【図４】本発明の制御装置に組み込んだＨ∞制御の説明
に用いたブロック線図。FIG. 4 is a block diagram used for explaining H∞ control incorporated in the control device of the present invention.
【図５】本発明の制御装置に組み込んだＨ∞制御の説明
に用いた調整パラメータＷ1 を示した図。FIG. 5 is a diagram showing an adjustment parameter W 1 used for explaining H∞ control incorporated in the control device of the present invention.
【図６】本発明の制御装置に組み込んだＨ∞制御の説明
に用いた調整パラメータＷ22を示した図。FIG. 6 is a diagram showing an adjustment parameter W 22 used for explaining H∞ control incorporated in the control device of the present invention.
【図７】本発明の制御装置に組み込んだＨ∞制御の説明
に用いた調整パラメータＷ21を示した図。FIG. 7 is a diagram showing an adjustment parameter W 21 used for explaining H∞ control incorporated in the control device of the present invention.
【図８】従来の制御装置を用いたアクティブダンパの構
成図。FIG. 8 is a configuration diagram of an active damper using a conventional control device.
【図９】従来の制御装置の処理内容を示すブロック線
図。FIG. 9 is a block diagram showing the processing contents of a conventional control device.
１…構造物、 ２…付加質量、 ３…ボールねじ、 ４…モータ、 ５…エンコーダ、 ６…タコジェネレータ、 ７…モータドライバ、 ８…速度計、 ９…制御装置、 １０…構造物変位推定部、 １１…最適制御演算部、 ２０…構造物変位推定部、 ２１…Ｈ∞制御演算部、 ２２…トルク指令、 ２９…制御装置、 ３１…Ｈ∞制御器であるＨ1 （Ｓ）、 ３２…Ｈ∞制御器であるＨ2 （Ｓ）、 ３３…積分器、 Ａ…定数行列または定数ベクトル、 Ｂ…定数行列または定数ベクトル、 Ｃ…定数行列または定数ベクトル、 Ｅ…定数行列または定数ベクトル、 Ｋ1 …最適ゲイン（付加質量変位の）、 Ｋ2 …最適ゲイン（付加質量速度の）、 Ｋ3 …最適ゲイン（構造物変位の）、 Ｋ4 …最適ゲイン（構造物速度の）、 ｍ1 …構造物の質量、 ｋ1 …構造物のばね定数、 ｃ1 …構造物の粘性係数、 ｍ2 …付加質量の質量、 ｋ2 …付加質量のばね定数、 ｃ2 …付加質量の粘性係数。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Structure, 2 ... Additional mass, 3 ... Ball screw, 4 ... Motor, 5 ... Encoder, 6 ... Tachometer, 7 ... Motor driver, 8 ... Speedometer, 9 ... Control device, 10 ... Structure displacement estimation part , 11 ... Optimal control calculation unit, 20 ... Structure displacement estimation unit, 21 ... H∞ control calculation unit, 22 ... Torque command, 29 ... Control device, 31 ... H∞ controller H 1 (S), 32 ... H 2 (S) which is an H∞ controller, 33 ... Integrator, A ... Constant matrix or constant vector, B ... Constant matrix or constant vector, C ... Constant matrix or constant vector, E ... Constant matrix or constant vector, K 1 ... Optimal gain (for additional mass displacement), K 2 ... Optimal gain (for additional mass velocity), K 3 ... Optimal gain (for structural displacement), K 4 ... Optimal gain (for structural velocity), m 1 ... mass of the structure, of k 1 ... structures Spring rate, viscosity coefficient of c 1 ... structure, m 2 ... additional mass of the mass, k 2 ... additional mass of the spring constant, c 2 ... additional mass of viscosity.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 浩 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 (72)発明者 今田 健二 広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号 三菱重工業株式会社広島製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Kondo 4-6-22 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Hiroshima Works (72) Inventor Kenji Imada 4-chome, Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima Prefecture 6-22 No. 22 Mitsubishi Heavy Industries Ltd. Hiroshima Works
Claims (1)
るために構造物に設置するアクティブダンパの制御装置
において、（Ａ）構造物（１）の揺れの速度を検出する
速度計（８）と、（Ｂ）前記構造物（１）上を移動でき
る付加質量（２）と、（Ｃ）モータ（４）と、（Ｄ）前
記モータ（４）の回転を付加質量（２）の移動に変える
手段（３）と、（Ｅ）前記付加質量の変位と速度を、モ
ータ（４）の回転量と回転速度により検出するセンサ
（５、６）と、（Ｆ）前記モータ（４）の回転を制御す
る手段（７）と、（Ｇ）前記速度計（８）からの信号
と、前記センサ（５、６）からの信号を入力し、前記モ
ータの回転を制御する手段（７）へ制御信号（２２）を
出力する制御装置（２９）を具備し、（Ｈ）前記制御装
置（２９）は、構造物変位推定部（２０）とＨ∞制御演
算部（２１）とからなり、（Ｉ）前記Ｈ∞制御演算部
（２１）は、Ｈ∞制御器であるＨ1 （Ｓ）とＨ2 （Ｓ）
から成り、 Ｈ1 （Ｓ）制御器は、前記センサ（５、６）から付加質
量（２）の変位を入力し、 Ｈ2 （Ｓ）制御器は、前記速度計（８）からの信号を構
造物変位推定部（２０）を介して、構造物変位として入
力し、（Ｊ）前記モータ（４）の回転を制御する手段
（７）は、前記Ｈ∞制御演算部（２１）の制御器及Ｈ1
（Ｓ）およびＨ2 （Ｓ）からの信号を入力することを特
徴とするアクティブダンパの制御装置。1. A speedometer (8) for detecting (A) the speed of shaking of a structure (1) in a control device for an active damper installed in a structure to reduce the shaking of the structure against wind and earthquakes. And (B) additional mass (2) that can move on the structure (1), (C) motor (4), and (D) rotation of the motor (4) to move the additional mass (2). A changing means (3), (E) a sensor (5, 6) for detecting the displacement and speed of the additional mass based on the rotation amount and rotation speed of the motor (4), and (F) rotation of the motor (4). And (G) a signal from the speedometer (8) and a signal from the sensor (5, 6) are input to the means (7) for controlling the rotation of the motor. A control device (29) for outputting a signal (22) is provided, and (H) the control device (29) is a structure change device. The position estimation unit (20) and the H ∞ control calculation unit (21) are included. (I) The H ∞ control calculation unit (21) is an H ∞ controller H 1 (S) and H 2 (S).
The H 1 (S) controller inputs the displacement of the additional mass (2) from the sensors (5, 6), and the H 2 (S) controller receives the signal from the speedometer (8). A means (7) for controlling the rotation of the motor (4) by inputting it as a structure displacement through a structure displacement estimation unit (20) is a controller of the H ∞ control calculation unit (21). And H 1
A control device for an active damper, which inputs signals from (S) and H 2 (S).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13191995A JPH08326833A (en) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | Control device for active damper |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13191995A JPH08326833A (en) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | Control device for active damper |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08326833A true JPH08326833A (en) | 1996-12-10 |
Family
ID=15069267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13191995A Withdrawn JPH08326833A (en) | 1995-05-30 | 1995-05-30 | Control device for active damper |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08326833A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001271871A (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Tokkyokiki Corp | Active vibration control device |
-
1995
- 1995-05-30 JP JP13191995A patent/JPH08326833A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001271871A (en) * | 2000-03-24 | 2001-10-05 | Tokkyokiki Corp | Active vibration control device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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