JPH10133746A - Active damping method - Google Patents
Active damping methodInfo
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- JPH10133746A JPH10133746A JP28693996A JP28693996A JPH10133746A JP H10133746 A JPH10133746 A JP H10133746A JP 28693996 A JP28693996 A JP 28693996A JP 28693996 A JP28693996 A JP 28693996A JP H10133746 A JPH10133746 A JP H10133746A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の振動を打
ち消すように積極的に加振を行うアクティブ制振の方法
に係り、特に、制振帯域外に生じる暴れを解消するアク
ティブ制振方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active vibration damping method for positively applying vibration so as to cancel vibration of an object, and more particularly to an active vibration damping method for eliminating a runaway occurring outside a vibration damping band. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】建造物、機械、移動体、流体等の対象物
に好ましくない振動が加わるか又は生じている場合に、
この対象物の振動を打ち消すように積極的に加振を行い
静止を図る、いわゆるアクティブ制振の技術が知られて
いる。2. Description of the Related Art When an object, such as a building, a machine, a moving object, or a fluid, is subjected to or generates undesirable vibration,
There is known a so-called active vibration damping technique in which vibration is actively applied so as to cancel the vibration of the object and the object is stopped.
【０００３】アクティブ制振にあっては、対象物に、振
動を検出するセンサと対象物を加振するアクチュエータ
とを取り付け、センサの検出信号に応じてアクチュエー
タを駆動するようになっている。In active vibration suppression, a sensor for detecting vibration and an actuator for vibrating the object are attached to the object, and the actuator is driven according to a detection signal of the sensor.
【０００４】対象物の振動はその固有の振動特性により
顕著に振動する振動周波数が飛び飛びに存在し、これら
の周波数における振動を周波数の低い方より順に第１
次，第２次，…第ｍ次モード（ｍは整数）と呼ぶ。一般
に周波数の低い振動モードが大きく作用するので、主と
して周波数の低い振動モードについて制振を行うことに
より、対象物をほぼ静止させることができる。[0004] Vibration of an object has vibrating frequencies that remarkably vibrate due to its inherent vibration characteristics, and vibrations at these frequencies are firstly sorted in ascending order of frequency.
Next, second,..., M-th mode (m is an integer). In general, a vibration mode having a low frequency has a large effect. Therefore, by performing vibration suppression mainly on a vibration mode having a low frequency, the target object can be almost stopped.
【０００５】一方、アクチュエータにも駆動制御が可能
な周波数に限りがあるため、上記対象物の振動特性に照
らし合わせ、アクチュエータの能力を予め設定すること
が重要である。[0005] On the other hand, since the frequency at which drive control can be performed on an actuator is limited, it is important to set the capability of the actuator in advance in consideration of the vibration characteristics of the object.
【０００６】従って、対象物の振動モードのうち周波数
の低い振動モード、即ち第１次モードより必要な第ｍ次
モードまでが含まれる振動周波数の範囲において、アク
チュエータ駆動による制振が有効であればよいことにな
る。Therefore, if the vibration suppression by the actuator drive is effective in the vibration mode having a low frequency among the vibration modes of the object, that is, the vibration frequency range from the first mode to the required m-th mode, It will be good.
【０００７】従来のアクティブ制振方法では、このよう
な周波数の低い低次振動モードに対応するべく、センサ
の検出信号を低域通過フィルタに通し、この低域信号成
分に応じてアクチュエータを駆動制御するようになって
いる。In the conventional active vibration suppression method, in order to cope with such a low-frequency vibration mode having a low frequency, the detection signal of the sensor is passed through a low-pass filter, and the drive of the actuator is controlled in accordance with the low-frequency signal component. It is supposed to.
【０００８】このような低域通過フィルタにはデジタル
フィルタが一般に用いられる。A digital filter is generally used for such a low-pass filter.
【０００９】低域通過フィルタの周波数特性は、第ｍ次
モードの周波数以下では利得が１、第ｍ＋１次モードの
周波数以上では利得が０であることを理想とする。しか
し、実際には急峻な遮断特性を得ようとすると位相が大
きくずれたり、利得が平坦にならなかったりするので、
第ｍ次モードの周波数より下から第ｍ＋１次モードの周
波数より上までに亘ってなだらかに利得が小さくなるよ
うな遮断特性を用いている（図９参照）。Ideally, the frequency characteristics of the low-pass filter are such that the gain is 1 below the frequency of the m-th mode and the gain is 0 above the frequency of the (m + 1) th mode. However, in practice, when trying to obtain a steep cutoff characteristic, the phase is greatly shifted or the gain is not flattened.
A cutoff characteristic is used such that the gain gradually decreases from below the frequency of the m-th mode to above the frequency of the (m + 1) th mode (see FIG. 9).
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】従来技術にあっては、
アクティブ制振のためのアクチュエータの駆動制御は、
設定された振動周波数の範囲（以下、これを制振帯域と
いう）において最も有効に働くようになっており、その
半面で、制振帯域外については必ずしも制振に有効でな
い。例えば、第２次モードまでを対象とするシステムで
は第３次モードから上には有効でない。第３次モードま
でを対象に広げたものは、今度は第４次モードから上に
は有効でない。即ち、第ｍ次モードを対象とするシステ
ムでは第ｍ＋１次モード（これを打ち切りモードとい
う）から上には有効でない。SUMMARY OF THE INVENTION In the prior art,
Actuator drive control for active vibration suppression
It works most effectively in a set vibration frequency range (hereinafter, referred to as a vibration suppression band). On the other hand, outside the vibration suppression band, it is not always effective for vibration suppression. For example, in a system targeting the second mode, it is not effective above the third mode. What is expanded up to the third mode is not effective this time from the fourth mode. In other words, in a system that targets the m-th mode, it is not effective above the (m + 1) -th mode (this is called a discontinuation mode).
【００１１】従って、図７に示されるように、制振を行
わない場合（無制御；破線）に、各次モードの周波数毎
に同じ大きさの応答振幅があるものとしたとき、制振を
行った場合（制御；実線）には、各次モードの周波数に
おける応答振幅は第ｍ次モードの周波数ωm までについ
ては確かに小さくなっている。Therefore, as shown in FIG. 7, when the vibration suppression is not performed (no control; broken line), when it is assumed that there is a response amplitude of the same magnitude for each frequency of each secondary mode, the vibration suppression is performed. When the control is performed (control; solid line), the response amplitude at the frequency of each secondary mode is certainly smaller up to the frequency ω m of the m-th mode.
【００１２】これに対し、低域通過フィルタの周波数特
性は、第ｍ次モードの周波数以下から第ｍ＋１次モード
の周波数以上までに亘るなだらかな遮断特性となってい
るので、アクチュエータの駆動制御の基となる信号に高
い周波数の成分が含まれることになる。アクチュエータ
は、これらの高周波数成分を含む駆動を強いられ、不安
定になる。このため、図７に示されるように、制振を行
った場合（制御；実線）において、打ち切りモードであ
る第ｍ＋１次モードの周波数ωm+1 で、かえって振動が
激しくなるという不具合（これをスピルオーバという）
が生じる。On the other hand, the frequency characteristic of the low-pass filter has a gentle cut-off characteristic ranging from the frequency of the m-th mode to the frequency of the (m + 1) -th mode. Will contain a high frequency component. The actuator is forced to drive including these high frequency components, and becomes unstable. For this reason, as shown in FIG. 7, when the vibration is damped (control; solid line), the vibration becomes rather intense at the frequency ω m + 1 of the (m + 1) th mode, which is the cutoff mode (this is a problem). Spillover)
Occurs.
【００１３】このように従来のアクティブ制振方法は、
第ｍ＋１次モードにスピルオーバが生じ、しかも、第ｍ
次モードの周波数以下を極力抑えようとすると、ますま
すスピルオーバが激しくなるというジレンマがある。As described above, the conventional active vibration damping method is
Spillover occurs in the (m + 1) th mode, and
There is a dilemma that spillover becomes even more severe if the frequency below the next mode is suppressed as much as possible.
【００１４】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、図８に示されるように、第ｍ＋１次モードの周波数
ωm+1 において応答振幅を無制御のときと同じ程度まで
抑えること、即ち、制振帯域外に生じる暴れを解消する
アクティブ制振方法を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problem and to suppress the response amplitude at the frequency ω m + 1 of the (m + 1) th-order mode to about the same level as when no control is performed, as shown in FIG. That is, an object of the present invention is to provide an active vibration control method that eliminates a rampage occurring outside the vibration control band.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、対象物の振動を検出し、その検出信号に応
じてアクチュエータを駆動することにより、対象物の振
動を打ち消すアクティブ制振の方法において、上記アク
チュエータ駆動による制振が有効な振動周波数の範囲全
域で上記検出信号を遮断し、それより高い周波数では通
過させる高域通過フィルタを用い、この高域通過フィル
タを現在時間までの検出信号に適用して所定時間前の高
域信号成分を抽出し、この高域信号成分の波形を現在時
間まで外挿し、この外挿による現在時間の高域信号成分
を上記検出信号から差し引くことにより上記アクチュエ
ータ駆動による制振が有効な低域信号成分を検出し、そ
の低域信号成分に応じて上記アクチュエータを駆動する
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides an active vibration damper which detects vibration of an object and drives an actuator according to the detection signal to cancel the vibration of the object. In the above method, a high-pass filter that cuts off the detection signal in the entire vibration frequency range in which vibration suppression by the actuator drive is effective and passes the detection signal at a higher frequency is used. Applying to the detection signal, extracting a high-frequency signal component a predetermined time ago, extrapolating the waveform of the high-frequency signal component up to the current time, and subtracting the high-frequency signal component at the current time by the extrapolation from the detection signal. Accordingly, a low-frequency signal component for which vibration suppression by driving the actuator is effective is detected, and the actuator is driven according to the low-frequency signal component.
【００１６】上記高域通過フィルタは、上記アクチュエ
ータ駆動による制振が有効な振動周波数の範囲に上記対
象物の振動モードのうち第１次モードより第ｍ次モード
までが含まれるとき、第ｍ次モードの周波数以下では利
得が０、第ｍ＋１次モードの周波数以上では利得が１の
周波数特性を有し、上記検出信号から第ｍ＋１次モード
の周波数以上の高域信号成分を抽出する。The high-pass filter is configured to control the m-th order when the vibration mode of the object includes the first to the m-th modes among the vibration modes of the object where the vibration is effectively controlled. The gain has a frequency characteristic of 0 below the frequency of the mode and a gain of 1 above the frequency of the (m + 1) th mode, and extracts a high-frequency signal component at the frequency of the (m + 1) th mode or higher from the detection signal.
【００１７】上記高域通過フィルタは、予めその周波数
特性をフーリエ逆変換して得られる時間関数と過去の所
定時間ｔ−Ｔ（ｔは現時刻を表す）より未来の所定時間
ｔ＋Ｔまでの有限時間とを設定してなり、この時間関数
と検出信号とを過去の所定時間ｔ−２Ｔより現在時間ま
で畳み込むことにより、過去の所定時間ｔ−Ｔにおける
高域信号成分を出力する。The high-pass filter has a time function obtained by performing an inverse Fourier transform of its frequency characteristic and a finite time from a past predetermined time t-T (t represents the current time) to a future predetermined time t + T. By convolving the time function and the detection signal from the past predetermined time t-2T to the current time, a high-frequency signal component at the past predetermined time t-T is output.
【００１８】上記高域信号成分の外挿波形は第ｍ＋１次
モードの周波数を持つ正弦波である。The extrapolated waveform of the high-frequency signal component is a sine wave having a frequency of the (m + 1) th mode.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００２０】図１に示されたモデルは、比較的柔軟な構
造物を対象物としたものである。対象物１は細い柔軟な
梁である。対象物１の一端は壁２に固定され、他端は自
由となっている。この自由端を加振点３とする。この加
振点３はこれから制振しようとする振動をこのモデルに
与えるために設けた。対象物１の適宜な位置にアクチュ
エータが取り付けられており、その位置を制御点４とい
う。また、振動を検出するセンサが取り付けられてお
り、その位置をセンシング点５という。このモデルでは
対象物１は壁２から加振点３までの１５０ｃｍの長さが
ある。ここで用いられるセンサは速度センサであり、壁
２から１０４ｃｍの位置に制御点４及び速度センシング
点５が設けられている。なお、対象物１は厚さ２ｍｍ、
ヤング率２．０×１０11Ｎ／ｍ2 、ポアソン比０．３、
各振動モードに減衰比０．０１を設定してある。また、
制御点４、加振点３には力発生用ボイスコイル、センサ
による質量１７５ｇ，１００ｇがそれぞれ付加される。The model shown in FIG. 1 targets a relatively flexible structure as an object. The object 1 is a thin flexible beam. One end of the object 1 is fixed to the wall 2 and the other end is free. This free end is referred to as an excitation point 3. The excitation point 3 is provided to give a vibration to be damped to the model. An actuator is attached to an appropriate position of the object 1, and that position is called a control point 4. Further, a sensor for detecting vibration is attached, and the position is referred to as a sensing point 5. In this model, the object 1 has a length of 150 cm from the wall 2 to the excitation point 3. The sensor used here is a speed sensor, and a control point 4 and a speed sensing point 5 are provided at a position 104 cm from the wall 2. The object 1 has a thickness of 2 mm,
Young's modulus 2.0 × 10 11 N / m 2 , Poisson's ratio 0.3,
A damping ratio of 0.01 is set for each vibration mode. Also,
To the control point 4 and the excitation point 3, a mass 175 g and 100 g of a force generating voice coil and a sensor are added, respectively.
【００２１】図２に示されるように、アクティブ制振装
置は、対象物である柔軟構造体２１に取り付けられたセ
ンサ２２と、センサ２２の検出信号を所定周波数でサン
プリングしてデジタルデータ列に変換するＡ／Ｄ変換器
２３と、そのデジタルデータ列を処理してアクチュエー
タ駆動指令値列を生成するパソコン等の計算機２４と、
そのアクチュエータ駆動指令値列を上記サンプリング周
波数でアナログ波形信号に変換するＤ／Ａ変換器２５
と、このアナログ波形信号で駆動制御され、柔軟構造体
２１を加振するアクチュエータ２６とからなる。センサ
２２は柔軟構造体２１の振動を検出するものであり、そ
の検出量は変位、速度、加速度のいずれでもよい。これ
に対し、アクチュエータ２６は力、圧力等を働かせるも
のである。アクチュエータ２６は、柔軟構造体２１外の
図示されない固定点で支持されたものでもよいし、柔軟
構造体２１上でマスを移動させ反力を取り出すようなも
のでもよい。As shown in FIG. 2, the active vibration damping device includes a sensor 22 attached to a flexible structure 21 as an object, and a detection signal from the sensor 22 sampled at a predetermined frequency and converted into a digital data string. An A / D converter 23, a computer 24 such as a personal computer for processing the digital data sequence to generate an actuator drive command value sequence,
A D / A converter 25 for converting the actuator drive command value sequence into an analog waveform signal at the sampling frequency.
And an actuator 26 driven and controlled by the analog waveform signal to vibrate the flexible structure 21. The sensor 22 detects the vibration of the flexible structure 21, and the detection amount may be any of displacement, speed, and acceleration. On the other hand, the actuator 26 exerts force, pressure and the like. The actuator 26 may be supported at a fixed point (not shown) outside the flexible structure 21, or may be a type that moves a mass on the flexible structure 21 to take out a reaction force.
【００２２】本発明に用いるために計算機２４に組み込
まれた高域通過フィルタの周波数特性を図３に示す。図
示されるように、対象物の振動モードの第ｍ次モードの
周波数ωm より低周波では利得が０、かつ位相遅れが０
であり、第ｍ＋１次モードの周波数ωm+1 より高周波で
は利得が１、かつ位相遅れが０である。周波数ωm から
ωm+1 までの領域における利得の変化は任意である。FIG. 3 shows the frequency characteristics of the high-pass filter incorporated in the computer 24 for use in the present invention. As shown in the figure, the gain is 0 and the phase lag is 0 at a frequency lower than the frequency ω m of the m-th mode of the vibration mode of the object.
At a frequency higher than the frequency ω m + 1 of the (m + 1) th-order mode, the gain is 1 and the phase delay is 0. The change of the gain in the region from the frequency ω m to ω m + 1 is arbitrary.
【００２３】この特性を周波数伝達関数Ｆ（ω）で示す
と、 Ｆ（ω）＝０ ０＜ω≦ωm Ｆ（ω）＝１ ωm+1 ≦ω であり、図４に示されるように、この高域通過フィルタ
４１において、センサの検出信号をｙ（ｔ）、フィルタ
出力をｙ1 （ｔ）とし、積分範囲をｔ−∞≦τ≦ｔ＋∞
とする代わりに、ｔ−Ｔ≦τ≦ｔ＋Ｔの範囲のみで計算
すると、[0023] indicates the characteristic in the frequency transfer function F (omega), an F (ω) = 0 0 < ω ≦ ω m F (ω) = 1 ω m + 1 ≦ ω, as shown in FIG. 4 In this high-pass filter 41, the detection signal of the sensor is y (t), the filter output is y 1 (t), and the integration range is t−∞ ≦ τ ≦ t + ∞.
Instead of the above, when the calculation is performed only in the range of t−T ≦ τ ≦ t + T,
【００２４】[0024]
【数１】 (Equation 1)
【００２５】となる。このフィルタ出力ｙ1 （ｔ）が高
域信号成分である。## EQU1 ## This filter output y 1 (t) is a high-frequency signal component.
【００２６】ここで、ｈ（ｔ）は、周波数伝達関数Ｆ
（ω）のフーリエ逆変換として定まる時間関数即ちイン
パルス応答関数である。即ち、Here, h (t) is the frequency transfer function F
This is a time function determined as an inverse Fourier transform of (ω), that is, an impulse response function. That is,
【００２７】[0027]
【数２】 (Equation 2)
【００２８】である。この式（２）の計算は複雑かつ計
算ステップ数が膨大であるが、フィルタ固有のものであ
るから、予め大型計算機等の上記計算機２４とは別の計
算機で計算しておき、その結果を計算機２４に組み込
み、計算機２４では式（１）を計算するようにしてもよ
い。Is as follows. Although the calculation of the equation (2) is complicated and requires a large number of calculation steps, it is unique to the filter. Therefore, the calculation is performed in advance by a computer other than the computer 24 such as a large-scale computer, and the result is calculated by the computer. 24, the computer 24 may calculate the equation (1).
【００２９】インパルス応答関数ｈ（ｔ）の一例を図５
に示す。インパルス応答関数ｈ（ｔ）は、ｔ＝０で最大
値を示し、他にもいくつかのピークがある。図には描き
きれないが、インパルス応答関数ｈ（ｔ）は、過去無限
大時間から未来無限大時間まで存在する。しかし、実用
上は、このような無限大時間のデータは取り扱えないの
で、過去の所定時間−Ｔより未来の所定時間Ｔまでの有
限時間を設定する。所定時間Ｔの決め方としては、例え
ばｔ＝０における最大値に対しｈ（ｔ）の絶対値が数％
の値となるピークまでを含むものとする。この範囲外は
無限大時間まで存在しても値が小さいので無視し得る。FIG. 5 shows an example of the impulse response function h (t).
Shown in The impulse response function h (t) shows a maximum value at t = 0, and has some other peaks. Although not shown in the figure, the impulse response function h (t) exists from infinite time in the past to infinite time in the future. However, since such data of infinite time cannot be handled in practical use, a finite time from a past predetermined time −T to a future predetermined time T is set. As a method of determining the predetermined time T, for example, the absolute value of h (t) is several percent of the maximum value at t = 0.
To the peak of the value. Outside this range, even if it exists up to infinity time, its value is small and can be ignored.
【００３０】式（１）のようにインパルス応答関数ｈ
（ｔ）と検出信号ｙ（ｔ）とを−Ｔ≦ｔ≦Ｔの範囲で畳
み込むことによりフィルタ出力ｙ1 （ｔ）が得られる。
有限時間を設定してあるので、計算ステップ数が少な
く、従って、パソコン等の計算機２４によるリアルタイ
ム処理が可能である。しかし、積分範囲に未来の時間が
含まれており、未来の時間の入力信号は未知であるた
め、このままでは実用できない。As shown in equation (1), the impulse response function h
By convolving (t) and the detection signal y (t) in the range of -T ≦ t ≦ T, a filter output y 1 (t) is obtained.
Since the finite time is set, the number of calculation steps is small, so that real-time processing by the computer 24 such as a personal computer is possible. However, since the future time is included in the integration range, and the input signal of the future time is unknown, it cannot be used as it is.
【００３１】そこで、式（１）の適用を時間Ｔだけ過去
にシフトする。即ち、インパルス応答関数と検出信号と
を過去の所定時間ｔ−２Ｔより現在時間まで畳み込むこ
とにより、過去の所定時間ｔ−Ｔにおけるフィルタ出力
を計算することにする。Therefore, the application of equation (1) is shifted in the past by a time T. That is, by convolving the impulse response function and the detection signal from the past predetermined time t-2T to the current time, the filter output at the past predetermined time t-T is calculated.
【００３２】[0032]
【数３】 (Equation 3)
【００３３】この式（３）によるフィルタ出力ｙ1 （ｔ
−Ｔ）は、過去の所定時間ｔ−Ｔにおける高域信号成分
である。図６に示されるように、現在時間ｔまでの検出
信号ｙ（ｔ）は既知であり、この検出信号ｙ（ｔ）を用
いて、時間ｔ−Ｔまでのフィルタ出力６１を計算するこ
とは可能である。このようにして過去の所定時間ｔ−Ｔ
における高域信号成分ｙ1 （ｔ−Ｔ）が求まる。The filter output y 1 (t) according to the equation (3)
−T) is a high-frequency signal component at a predetermined time tT in the past. As shown in FIG. 6, the detection signal y (t) up to the current time t is known, and it is possible to calculate the filter output 61 up to the time t-T using this detection signal y (t). It is. Thus, the past predetermined time t−T
, A high-frequency signal component y 1 (t−T) is obtained.
【００３４】しかし、求めたい値は現在時間のものであ
る。そこで、フィルタ出力６１の時間的変化を調べるこ
とにより、その概ねの周期、振幅が判る。これに従っ
て、フィルタ出力６２を現在時間まで外挿し、現在時間
の値を得る。具体的には、ｙ1（τ）（τ≦ｔ−Ｔ）を
周波数ωm+1 を持つ正弦波又は余弦波等の調和関数で表
す。この調和関数を時間Ｔだけ延長することにより、ｙ
1 （ｔ）を容易に得ることができる。これは、カーブフ
ィットと呼ばれる手法であり、特に柔軟な構造物にあっ
ては実際の高域信号成分と殆ど同じものが得られる。However, the value to be obtained is that of the current time. Therefore, by examining the temporal change of the filter output 61, the approximate cycle and amplitude can be found. According to this, the filter output 62 is extrapolated to the current time to obtain the value of the current time. Specifically, y 1 (τ) (τ ≦ t−T) is represented by a harmonic function such as a sine wave or a cosine wave having a frequency ω m + 1 . By extending this harmonic function by time T, y
1 (t) can be easily obtained. This is a method called curve fitting, and particularly in a flexible structure, almost the same as an actual high-frequency signal component can be obtained.
【００３５】この外挿による現在時間の高域信号成分を
検出信号から差し引くことにより、低域信号成分のみを
検出することができる。即ち、式（４）により低域信号
成分ｙlow （ｔ）が求まる。By subtracting the high-frequency signal component of the present time by the extrapolation from the detection signal, only the low-frequency signal component can be detected. That is, the low-frequency signal component y low (t) is obtained from Expression (4).
【００３６】[0036]
【数４】 (Equation 4)
【００３７】図２のアクティブ制振装置では、センサ２
２の検出信号はＡ／Ｄ変換器２３により所定周波数でサ
ンプリングしてデジタルデータ列ｙi に変換されている
ので、計算機２４では、In the active vibration damping device shown in FIG.
Since the detection signal of No. 2 is sampled at a predetermined frequency by the A / D converter 23 and converted into a digital data string y i , the computer 24
【００３８】[0038]
【数５】 (Equation 5)
【００３９】を計算することになる。式（５）のＡｊ
は、式（３）及びその外挿部分に関して予めオフライン
で求めた定数である。従って、デジタルデータ列ｙi か
ら簡単に低域信号成分のみからなるデジタルデータ列ｙ
low,i を計算できる。Will be calculated. Aj in equation (5)
Is a constant determined offline in advance for equation (3) and its extrapolated part. Therefore, a digital data sequence y consisting of only low-frequency signal components can be easily obtained from the digital data sequence y i.
low, i can be calculated.
【００４０】計算機２４では、低域信号成分のみからな
るデジタルデータ列ｙlow,i に基づき、対象物である柔
軟構造体２１の振動を打ち消すように各サンプリング時
間毎のアクチュエータの指令値が計算される。このよう
にして得られたアクチュエータ駆動指令値列がＤ／Ａ変
換器２５によりアナログ波形信号に変換される。このア
ナログ波形信号でアクチュエータを駆動する。The computer 24 calculates the command value of the actuator for each sampling time so as to cancel the vibration of the flexible structure 21 which is the object, based on the digital data sequence y low, i consisting of only the low-frequency signal component. You. The actuator drive command value sequence obtained in this manner is converted into an analog waveform signal by the D / A converter 25. The actuator is driven by this analog waveform signal.
【００４１】アクチュエータ駆動指令値の計算の基にな
った低域信号成分ｙlow （ｔ）は、図３の特性を有する
高域通過フィルタの出力を検出信号から差し引いたもの
であるから、図９に実線で示した特性を有する低域通過
フィルタの出力に等しい。従って、計算機２４で行われ
るアクチュエータ駆動指令値の計算には第ｍ＋１次モー
ドの周波数以上の成分が関与しなくなり、アクチュエー
タはその能力で十分対応しきれる駆動がなされるように
なり、スピルオーバが生じない。これにより、図８に示
されるように、第ｍ＋１次モードの周波数ωm+1 におい
て応答振幅が無制御のときと同じ程度まで抑えることが
できる。また、制御ゲインを上げてもスピルオーバが小
さくなる。Since the low-pass signal component y low (t) based on which the actuator drive command value is calculated is obtained by subtracting the output of the high-pass filter having the characteristics shown in FIG. 3 from the detection signal, FIG. Is equal to the output of the low-pass filter having the characteristic shown by the solid line. Accordingly, the calculation of the actuator drive command value performed by the computer 24 does not involve components higher than the frequency of the (m + 1) th mode, and the actuator can be driven sufficiently with its capability, and spillover does not occur. . As a result, as shown in FIG. 8, the response amplitude at the frequency ω m + 1 of the (m + 1) th-order mode can be suppressed to the same level as when no control is performed. Further, even if the control gain is increased, the spillover is reduced.
【００４２】図１に示されたモデルに対し、第２次モー
ドまでを制振帯域としたときの結果を説明する。図１０
及び図１１は、横軸に加振点３に加えた加振周波数、縦
軸に（センシング点５における速度振幅）／（加振点３
に加えた加振力振幅）を取ってある。図１０は従来技
術、図１１は本発明の結果を示す。The results of the model shown in FIG. 1 when the damping band up to the second mode is used will be described. FIG.
11 and FIG. 11, the horizontal axis represents the excitation frequency applied to the excitation point 3, and the vertical axis represents (velocity amplitude at the sensing point 5) / (excitation point 3).
(Excitation force amplitude added to). FIG. 10 shows the result of the prior art, and FIG. 11 shows the result of the present invention.
【００４３】図１０に示されるように、無制御のとき、
第１次モード，第２次モード，第３次モードの振動ピー
クが存在することが判る。第２次モードまでを対象に従
来技術によるアクティブ制振を行うと、第３次モードで
は振動が１５ｄＢ（６倍）も強調されてしまう。As shown in FIG. 10, when there is no control,
It can be seen that there are vibration peaks in the first mode, the second mode, and the third mode. If active vibration suppression according to the related art is performed up to the second mode, the vibration is emphasized by 15 dB (6 times) in the third mode.
【００４４】図１１に示されるように、第２次モードま
でを対象に本発明によるアクティブ制振を行うと、第１
次モード，第２次モードの振動が小さくなることは勿
論、第３次モードは無制御のときと同程度にとどまって
いる。As shown in FIG. 11, when the active vibration damping according to the present invention is performed up to the second mode, the first
Of course, the vibrations of the second mode and the second mode are reduced, and the third mode remains at the same level as when no control is performed.
【００４５】[0045]
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。The present invention exhibits the following excellent effects.
【００４６】（１）第ｍ＋１次モードのスピルオーバが
なくなり、対象物が目論見通り制振できるようになる。(1) The spillover in the (m + 1) th mode is eliminated, and the object can be damped as expected.
【００４７】（２）アクチュエータが高い周波数に追従
しなくてもよいので、簡素で安価なものを使用すること
ができる。(2) Since the actuator does not need to follow a high frequency, a simple and inexpensive actuator can be used.
【図１】本発明の一実施形態を示す振動体のモデル図で
ある。FIG. 1 is a model diagram of a vibrating body according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明に係るアクティブ制振装置のブロック図
である。FIG. 2 is a block diagram of an active vibration damping device according to the present invention.
【図３】本発明に用いる高域通過フィルタの周波数特性
図である。FIG. 3 is a frequency characteristic diagram of a high-pass filter used in the present invention.
【図４】図３の特性を持つ高域通過フィルタのブロック
図である。FIG. 4 is a block diagram of a high-pass filter having the characteristics of FIG.
【図５】図３の特性を持つ高域通過フィルタのインパル
ス応答関数の波形図である。FIG. 5 is a waveform diagram of an impulse response function of a high-pass filter having the characteristics of FIG.
【図６】本発明の高域通過フィルタの出力算出方法を示
す時間波形図である。FIG. 6 is a time waveform chart showing a method for calculating an output of a high-pass filter according to the present invention.
【図７】従来のアクティブ制振方法による応答振幅特性
図である。FIG. 7 is a response amplitude characteristic diagram according to a conventional active vibration suppression method.
【図８】本発明の目的とする応答振幅特性図である。FIG. 8 is a response amplitude characteristic diagram aimed at by the present invention.
【図９】従来及び本発明の目的とする低域通過フィルタ
の周波数特性図である。FIG. 9 is a frequency characteristic diagram of a low-pass filter according to the related art and the present invention.
【図１０】モデル実験の結果を示す従来のアクティブ制
振の周波数特性図である。FIG. 10 is a frequency characteristic diagram of a conventional active vibration damper showing a result of a model experiment.
【図１１】モデル実験の結果を示す本発明のアクティブ
制振の周波数特性図である。FIG. 11 is a frequency characteristic diagram of active vibration damping of the present invention showing the results of a model experiment.
１ 対象物 ２ 壁 ３ 加振点 ４ 制御点 ５ センシング点 ４１ 高域通過フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Object 2 Wall 3 Excitation point 4 Control point 5 Sensing point 41 High-pass filter
Claims (4)
応じてアクチュエータを駆動することにより、対象物の
振動を打ち消すアクティブ制振の方法において、上記ア
クチュエータ駆動による制振が有効な振動周波数の範囲
全域で上記検出信号を遮断し、それより高い周波数では
通過させる高域通過フィルタを用い、この高域通過フィ
ルタを現在時間までの検出信号に適用して所定時間前の
高域信号成分を抽出し、この高域信号成分の波形を現在
時間まで外挿し、この外挿による現在時間の高域信号成
分を上記検出信号から差し引くことにより上記アクチュ
エータ駆動による制振が有効な低域信号成分を検出し、
その低域信号成分に応じて上記アクチュエータを駆動す
ることを特徴とするアクティブ制振方法。1. An active vibration damping method for detecting vibration of a target object and driving an actuator in accordance with the detection signal to cancel the vibration of the target object. A high-pass filter that cuts off the detection signal in the entire range of the above range and passes at higher frequencies is used, and the high-pass filter is applied to the detection signal up to the current time to obtain a high-frequency signal component before a predetermined time. Extract, extrapolate the waveform of this high-frequency signal component up to the current time, and subtract the high-frequency signal component of the current time due to this extrapolation from the detection signal to obtain a low-frequency signal component for which vibration suppression by the actuator drive is effective. Detect
An active vibration damping method comprising driving the actuator according to the low-frequency signal component.
エータ駆動による制振が有効な振動周波数の範囲に上記
対象物の振動モードのうち第１次モードより第ｍ次モー
ドまでが含まれるとき、第ｍ次モードの周波数以下では
利得が０、第ｍ＋１次モードの周波数以上では利得が１
の周波数特性を有し、上記検出信号から第ｍ＋１次モー
ドの周波数以上の高域信号成分を抽出することを特徴と
する請求項１記載のアクティブ制振方法。2. The high-pass filter according to claim 1, wherein the vibration mode of the object includes a first mode to an m-th mode in a vibration frequency range in which vibration suppression by driving the actuator is effective. The gain is 0 below the frequency of the m-th mode, and 1 when the frequency is higher than the frequency of the (m + 1) th mode.
2. The active vibration damping method according to claim 1, wherein the high frequency signal component having a frequency equal to or higher than the (m + 1) th mode is extracted from the detection signal.
数特性をフーリエ逆変換して得られる時間関数と過去の
所定時間ｔ−Ｔ（ｔは現時刻を表す）より未来の所定時
間ｔ＋Ｔまでの有限時間とを設定してなり、この時間関
数と検出信号とを過去の所定時間ｔ−２Ｔより現在時間
まで畳み込むことにより、過去の所定時間ｔ−Ｔにおけ
る高域信号成分を出力することを特徴とする請求項１又
は２記載のアクティブ制振方法。3. The high-pass filter includes a time function obtained by performing an inverse Fourier transform of a frequency characteristic thereof in advance and a predetermined time t-T (t represents the current time) from a predetermined time t-T in the future to a predetermined time t + T in the future. A finite time is set, and the time function and the detection signal are convolved from the past predetermined time t-2T to the current time to output a high-frequency signal component at the past predetermined time t-T. The active vibration damping method according to claim 1 or 2, wherein
次モードの周波数を持つ正弦波であることを特徴とする
請求項１〜３いずれか記載のアクティブ制振方法。4. The extrapolated waveform of the high frequency signal component is m + 1
The active vibration damping method according to claim 1, wherein the active damping method is a sine wave having a frequency of a next mode.
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|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003014034A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Tokico Ltd | Vibration damping device |
| JP2005025316A (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Yaskawa Electric Corp | Control method for positioning device |
| JP2007205471A (en) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Active vibration control device |
| JP2014052077A (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Integrated Dynamics Engineering Gmbh | Active damper for low frequency vibration structure |
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1996
- 1996-10-29 JP JP28693996A patent/JP3823397B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003014034A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Tokico Ltd | Vibration damping device |
| JP4616520B2 (en) * | 2001-06-29 | 2011-01-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Vibration control device |
| JP2005025316A (en) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Yaskawa Electric Corp | Control method for positioning device |
| JP2007205471A (en) * | 2006-02-02 | 2007-08-16 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | Active vibration control device |
| JP4713355B2 (en) * | 2006-02-02 | 2011-06-29 | 日立建機株式会社 | Active vibration control device |
| JP2014052077A (en) * | 2012-09-10 | 2014-03-20 | Integrated Dynamics Engineering Gmbh | Active damper for low frequency vibration structure |
| US9683621B2 (en) | 2012-09-10 | 2017-06-20 | Integrated Dynamics Engineering Gmbh | Active absorber for low-frequency vibrating structures |
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