JPH1113823A - Variable gain type variable damping device - Google Patents
Variable gain type variable damping deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】アクティブ制震装置の制御コ
ンピュータにより指令される減衰力を、可変減衰装置の
コントローラのゲインを最適な値に変化させることで、
制震効果を十分発揮させることができる可変ゲイン型減
衰装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The damping force commanded by a control computer of an active vibration damping device is changed by changing a gain of a controller of a variable damping device to an optimum value.
The present invention relates to a variable gain damping device capable of sufficiently exhibiting a vibration control effect.
【０００２】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】構造物
の柱梁架構内に設置して、地震時の揺れを低減する可変
減衰装置は、既に例えば特公平7-45781 号公報等で開示
されている。2. Description of the Related Art A variable damping device which is installed in a beam-column structure of a structure to reduce shaking during an earthquake has already been disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 7-45781. ing.
【０００３】以下簡単に、該可変減衰装置について説明
する。[0003] The variable attenuator will be briefly described below.
【０００４】図５（ａ）は可変減衰装置を、柱梁架構の
ブレースと柱間に取り付けた図である。（ｂ）は一架構
面の詳細図である。FIG. 5 (a) is a view in which a variable damping device is attached between a brace of a beam-column frame and a column. (B) is a detailed view of one frame.
【０００５】図６は該可変減衰装置の概念を示す図であ
る。FIG. 6 is a view showing the concept of the variable damping device.
【０００６】油圧シリンダ３内にロッド４が両端より突
き出したピストン５を設け、その左右に形成した油圧室
６に流出阻止用チェック弁１４と流入阻止用チェック弁
１５とを配設する。次に流入用流路１６及び流出用流路
１７を設け、これらを大流量切替弁１８ａとシャットオ
フ弁１８ｂを介して左右の油圧室６に連通する。次いで
シリンダ３及びロッド４を架構本体と付加耐震要素即ち
ブレースに連結する。A piston 5 with a rod 4 projecting from both ends is provided in a hydraulic cylinder 3, and a check valve 14 for preventing outflow and a check valve 15 for preventing inflow are disposed in hydraulic chambers 6 formed on the left and right sides of the piston 5. Next, an inflow channel 16 and an outflow channel 17 are provided, and these are communicated with the left and right hydraulic chambers 6 via a large flow switching valve 18a and a shutoff valve 18b. The cylinder 3 and rod 4 are then connected to the frame body and additional seismic elements or braces.
【０００７】そしてコンピュータの指令により大流量切
換弁１８ａが作動し、減衰係数を調整制御するものであ
る。１９は弁開度コントローラである。The large flow switching valve 18a is operated by a command from a computer to adjust and control the damping coefficient. 19 is a valve opening controller.
【０００８】ここで制御コンピュータによって指令され
る制御指令値に、可変減衰装置の左右の油圧室内の圧力
差にシリンダの有効面積を乗じた減衰力実績をフィード
バックして、流量制御弁の開度を調整し、最適な減衰力
を得るようなゲインをもつコントローラを設けることが
有効である。Here, the actual damping force obtained by multiplying the control command value instructed by the control computer by the pressure difference between the left and right hydraulic chambers of the variable damping device and the effective area of the cylinder is fed back to control the opening of the flow control valve. It is effective to provide a controller having a gain that adjusts and obtains an optimal damping force.
【０００９】例えば図７は一定のゲインのもとで0.5Hz
の（ａ）は50tf、（ｂ）は100tf 、（ｃ）は150tf の荷
重を入力した場合の荷重とピストンのストロークの関係
を表す図である。このゲインでは0.5Hz の振動では図は
楕円形を描いている。For example, FIG. 7 shows 0.5 Hz under a constant gain.
(A) is a diagram showing the relationship between the load and the piston stroke when a load of 50 tf is input, (b) is 100 tf, and (c) is a load of 150 tf. At this gain, the figure draws an ellipse for a 0.5 Hz oscillation.
【００１０】図８は図７の場合と同じゲインで1.0Hz の
（ａ）は50tf、（ｂ）は100tf 、（ｃ）は150tf の荷重
を入力した場合の図で、発振を起こしていることが分か
る。FIG. 8 shows the same gain as in FIG. 7 with 1.0 Hz (a) inputting a load of 50 tf, (b) inputting a load of 100 tf, and (c) inputting a load of 150 tf. I understand.
【００１１】従って図８の場合には、減衰装置がその機
能を十分に発揮していない。Therefore, in the case of FIG. 8, the damping device does not sufficiently perform its function.
【００１２】本発明は、減衰実績をフィードバックし
て、可変減衰装置が振動状況に応じて最適な減衰力を得
るような弁開度を与えるように、ゲインマトリックスか
ら最適なゲインを選択し得るような可変減衰装置を提供
することを課題とする。According to the present invention, an optimum gain can be selected from a gain matrix so that the variable damping device gives a valve opening that obtains an optimum damping force according to a vibration situation by feeding back the damping result. It is an object to provide a variable attenuator.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】請求項１は、可変減衰装
置のコントローラをデジタルコンピュータで構成し、前
記可変減衰装置の減衰力実績を該コントローラにフィー
ドバックし、制御コンピュータからの減衰力指令値の大
きさによりコントローラが最適となるゲインに切り換え
ることを特徴とする可変ゲイン型可変減衰装置を主旨と
する。According to a first aspect of the present invention, a controller of the variable damping device is constituted by a digital computer, the actual damping force of the variable damping device is fed back to the controller, and a damping force command value from the control computer is obtained. A variable gain type variable damping device characterized in that a controller switches to an optimum gain depending on the size.
【００１４】請求項２は、可変減衰装置のコントローラ
をデジタルコンピュータで構成し、前記可変減衰装置の
減衰力実績を該コントローラにフィードバックし、振動
制御方法に応じ、制御コンピュータからの指令により、
コントローラ内のゲインを最適となるゲインに切り換え
ることを特徴とする可変ゲイン型可変減衰装置を主旨と
する。According to a second aspect of the present invention, the controller of the variable damping device is constituted by a digital computer, and the actual damping force of the variable damping device is fed back to the controller.
A variable gain type variable attenuator characterized by switching a gain in a controller to an optimum gain.
【００１５】請求項３は、可変減衰装置のコントローラ
をデジタルコンピュータで構成し、前記可変減衰装置の
減衰力実績を該コントローラにフィードバックし、振動
制御方法及び減衰力指令値に応じ、制御コンピュータか
らの指令により、コントローラ内のゲインを最適となる
ゲインに切り換えることを特徴とする可変ゲイン型可変
減衰装置を主旨とする。According to a third aspect of the present invention, the controller of the variable damping device is constituted by a digital computer, and the actual damping force of the variable damping device is fed back to the controller. A variable gain type variable attenuator characterized by switching a gain in a controller to an optimum gain according to a command.
【００１６】請求項４は、可変減衰装置のコントローラ
をデジタルコンピュータで構成し、前記可変減衰装置の
減衰力実績を該コントローラにフィードバックし、入力
地震動または建物の地震応答値の大きさに応じ、制御コ
ンピュータからの指令により、コントローラ内のゲイン
を最適となるゲインに切り換えることを特徴とする可変
ゲイン型可変減衰装置を主旨とする。According to a fourth aspect of the present invention, the controller of the variable damping device is constituted by a digital computer, and the actual damping force of the variable damping device is fed back to the controller. A variable gain type variable attenuator characterized by switching a gain in a controller to an optimum gain according to a command from a computer.
【００１７】次にその作用を説明する。Next, the operation will be described.
【００１８】図２はコントローラの構成を示す概念図で
ある。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the configuration of the controller.
【００１９】コントローラは、圧力を制御する部分Ｋ１
と流量を制御する部分Ｋ２と、位相を調整する部分Ｉ１
と符号を判定する部分Ｊ１により構成される。The controller includes a part K1 for controlling pressure.
And a portion K2 for controlling the flow rate and a portion I1 for adjusting the phase.
And a portion J1 for determining the sign.
【００２０】例えば制御コンピュータからの減衰力指令
値｜Ｕ｜は、Ｉ１で位相調整され可変減衰装置本体のピ
ストン両側の圧力差｜ΔＰ｜がフィードバックされ減算
される。次いで圧力制御の最適ゲイン番号Ｋ１が選択さ
れ乗算される。この乗算された値に可変減衰装置の流量
切換弁の開度実績がフィードバックされ、前記乗算され
た値から減算され、流量を制御する最適ゲイン番号Ｋ２
が選択され乗算される。その値が符号判定部分Ｊ１を経
て、流量制御弁７に伝達される。このような処理の流れ
で減衰力指令値が精度よく実現できる。For example, the damping force command value | U | from the control computer is phase-adjusted by I1, and the pressure difference | ΔP | on both sides of the piston of the variable damping device main body is fed back and subtracted. Next, the optimal gain number K1 for pressure control is selected and multiplied. The actual value of the opening degree of the flow switching valve of the variable damping device is fed back to the multiplied value, and is subtracted from the multiplied value to obtain the optimum gain number K2 for controlling the flow rate.
Are selected and multiplied. The value is transmitted to the flow control valve 7 via the sign determination part J1. With such a processing flow, the damping force command value can be realized with high accuracy.
【００２１】ここにコントローラは減衰力指令値に応じ
て、ゲイン番号のマトリックスを有し最適なコントロー
ラゲインは、あらかじめ建物、可変減衰装置、及び装置
コントローラ等をモデル化した数値解析により、各建物
ごとに対象とする地震動の大きさや制御方法に応じて決
定しておく。Here, the controller has a matrix of gain numbers in accordance with the damping force command value, and the optimum controller gain is determined for each building by a numerical analysis in which a building, a variable damping device, and a device controller are modeled in advance. Is determined according to the magnitude of the target seismic motion and the control method.
【００２２】請求項１では、制御コンピュータの減衰力
指令値のみによって、上記ゲイン番号の内から最適なも
のを選択するため、制御コンピュータの判断は不要で、
コントローラ自体が最適なゲインを判断する。According to the first aspect, since the optimum gain number is selected from the above-mentioned gain numbers only based on the damping force command value of the control computer, the control computer does not need to make a judgment.
The controller itself determines the optimal gain.
【００２３】これに対して、請求項２、３及び４では振
動制御方法、例えば相対量フィードバック或いは絶対量
フィードバックの制御方法だとか入力地震動または建物
の地震応答値によって、最適ゲイン番号を選択する必要
があり、いずれも制御コンピュータの解析結果を要する
ため、最適なゲイン番号の選択は制御コンピュータの中
で行われる。On the other hand, in claims 2, 3 and 4, it is necessary to select an optimum gain number according to a vibration control method, for example, a control method of relative amount feedback or absolute amount feedback, or an input seismic motion or a seismic response value of a building. In each case, an analysis result of the control computer is required, so that an optimum gain number is selected in the control computer.
【００２４】以上のような、可変ゲイン型可変減衰装置
を用いれば、振動制御方法や減衰力（地震動）の大きさ
により、コントローラのゲインを最適に選ぶことがで
き、減衰力指令値により近似した減衰力実績を常に確保
することができ、アクティブな制震効果を十分発揮する
ことができる。By using the variable gain type variable damping device as described above, the gain of the controller can be optimally selected depending on the vibration control method and the magnitude of the damping force (earthquake motion), and the controller gain is approximated by the damping force command value. The damping force performance can always be secured, and the active damping effect can be sufficiently exhibited.
【００２５】[0025]
【発明の実施の形態】以下図面により、本発明の実施の
形態を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２６】図１は、本発明の可変ゲイン型可変減衰装
置の概念図である。可変ゲイン型可変減衰装置は、装置
部１とコントローラ部２よりなる。装置部１は、従来の
ものと同様に油圧シリンダ３内にロッド４が両端より突
き出したピストン５を設け、その左右に形成した油圧室
６を連結する流量制御弁７から構成される。そして左右
の油圧室６の圧力差｜ΔＰ｜とロッド４の速度及び流量
制御弁７の開度実績がコントローラ部２にフィードバッ
クされる。そしてコントローラ部２から最適ゲイン処理
され開度指令値を流量制御弁７に伝達する。このように
して減衰力指令値により近似した減衰力実績が確保でき
る。FIG. 1 is a conceptual diagram of a variable gain type variable attenuator according to the present invention. The variable gain type variable attenuator includes a device unit 1 and a controller unit 2. The device unit 1 is provided with a piston 5 having a rod 4 protruding from both ends in a hydraulic cylinder 3 and a flow control valve 7 connecting hydraulic chambers 6 formed on the left and right sides of the piston 5 as in the conventional device. The pressure difference | ΔP | between the left and right hydraulic chambers 6, the speed of the rod 4, and the actual opening degree of the flow control valve 7 are fed back to the controller unit 2. Then, the controller 2 transmits the opening command value to the flow control valve 7 after the optimal gain processing. In this manner, a damping force result approximated by the damping force command value can be secured.
【００２７】図２は制御コンピュータ部８とコントロー
ラ部２と装置部１の関係を示し、コントローラ部２の内
部構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the control computer unit 8, the controller unit 2, and the device unit 1, and showing the internal configuration of the controller unit 2.
【００２８】コントローラ部２は、位相を調整する部分
Ｉ１と、圧力を制御する部分Ｋ１と、流量を制御する部
分Ｋ２と符号を判定する部分Ｊ１からなる。装置部１の
圧力差｜ΔＰ｜は位相を調整する部分Ｉ１と、圧力を制
御する部分Ｋ１との間にフィードバックされ、流量制御
弁７の開度実績は、圧力を制御する部分Ｋ１と流量を制
御する部分Ｋ２の間にフィードバックされ、ロッド４の
速度は符号を判定する部分Ｊ１にフィードバックされ
る。流量制御弁７の開度指令値は符号を判定する部分Ｊ
１から出される。The controller unit 2 comprises a part I1 for adjusting the phase, a part K1 for controlling the pressure, a part K2 for controlling the flow rate, and a part J1 for determining the sign. The pressure difference | ΔP | of the device section 1 is fed back between the phase adjusting section I1 and the pressure controlling section K1, and the actual opening degree of the flow control valve 7 is determined by the pressure controlling section K1 and the flow rate. The speed of the rod 4 is fed back to the portion J1 for determining the sign, while being fed back during the controlling portion K2. The opening command value of the flow control valve 7 is a part J for determining the sign.
Departed from 1.
【００２９】図３（ａ）は、請求項１に示すような制御
コンピュータ８からの、指令値によって最適ゲインを選
択する場合でゲイン部Ｇはコントローラ内にあることを
示す図である。（ｂ）は、請求項２、３及び４に示すよ
うに最適ゲインが制御方法や入力地震動に依存し、制御
コンピュータ８の解析結果によらねば、最適ゲインが選
択できない場合で、ゲイン部Ｇは制御コンピュータ内に
あることを示す図である。FIG. 3 (a) is a diagram showing that when the optimum gain is selected by a command value from the control computer 8 according to the first aspect, the gain unit G is provided in the controller. (B) is a case where the optimum gain depends on the control method and the input seismic motion as described in claims 2, 3 and 4, and the optimum gain cannot be selected based on the analysis result of the control computer 8. It is a figure showing that it is in a control computer.
【００３０】図４はゲインマトリックスの一例の表であ
る。ゲイン番号は、請求項１の場合はコントローラ２に
よって、請求項２、３及び４の場合は制御コンピュータ
８によって、最適なゲイン番号が選択される。FIG. 4 is a table showing an example of the gain matrix. The optimum gain number is selected by the controller 2 in the case of claim 1 and by the control computer 8 in the case of claims 2, 3 and 4.
【００３１】[0031]
【発明の効果】本発明の可変ゲイン型可変減衰装置を用
いれば、振動制御方法や減衰力（地震動）の大きさによ
り、コントローラのゲインを最適に選ぶことができ、減
衰力指令値により近似した減衰力実績を常に確保するこ
とができ、アクティブな制震効果を十分発揮することが
できる。According to the variable gain type variable damping device of the present invention, the gain of the controller can be optimally selected according to the vibration control method and the magnitude of the damping force (earthquake motion), and the controller gain is approximated by the damping force command value. The damping force performance can always be secured, and the active damping effect can be sufficiently exhibited.
【図１】本発明の可変ゲイン型可変減衰装置の概念図で
ある。FIG. 1 is a conceptual diagram of a variable gain type variable attenuator of the present invention.
【図２】制御コンピュータ部８とコントローラ部２と装
置部１の関係を示し、コントローラ部２の内部構成を示
す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a control computer unit 8, a controller unit 2, and a device unit 1, and showing an internal configuration of the controller unit 2.
【図３】（ａ）は、請求項１に示すような制御コンピュ
ータ８からの、指令値によって最適ゲインを選択する場
合でゲイン部Ｇはコントローラ内にあることを示す図で
ある。（ｂ）は、請求項２、３及び４に示すように最適
ゲインが制御方法や入力地震動に依存し、制御コンピュ
ータ８の解析結果によらねば、最適ゲインが選択できな
い場合で、ゲイン部Ｇは制御コンピュータ内にあること
を示す図である。FIG. 3A is a diagram showing a case where an optimum gain is selected according to a command value from a control computer 8 according to the first embodiment, and that the gain unit G is provided in the controller. (B) is a case where the optimum gain depends on the control method and the input seismic motion as described in claims 2, 3 and 4, and the optimum gain cannot be selected based on the analysis result of the control computer 8. It is a figure showing that it is in a control computer.
【図４】ゲインマトリックスの一例の表である。FIG. 4 is a table of an example of a gain matrix.
【図５】（ａ）は可変減衰装置を、柱梁架構のブレース
と柱間に取り付けた図である。（ｂ）は一架構面の詳細
図である。FIG. 5A is a diagram in which a variable damping device is attached between a brace of a beam-column frame and a column. (B) is a detailed view of one frame.
【図６】可変減衰装置の概念を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the concept of a variable attenuation device.
【図７】一定のゲインのもとで0.5Hz の（ａ）は50tf、
（ｂ）は100tf 、（ｃ）は150tfの荷重を入力した場合
の荷重とピストンのストロークの関係を表す図である。FIG. 7 (a) of 0.5 Hz under a constant gain is 50 tf,
(B) is a diagram showing the relationship between the load and the piston stroke when a load of 100 tf and 150 (t) are input.
【図８】図７の場合と同じゲインで1.0Hz の（ａ）は50
tf、（ｂ）は100tf 、（ｃ）は150tf の荷重を入力した
場合の図である。FIG. 8 (a) at the same gain as in FIG.
tf, (b) is a diagram when a load of 100 tf is input, and (c) is a diagram when a load of 150 tf is input.
１……可変減衰装置の装置部、２……可変減衰装置のコ
ントローラ部、３……シリンダ、４……ロッド、５……
ピストン、６……油圧室、７……流量調整弁、８……制
御コンピュータ、９……圧力計、１０……ブレース、１
１……梁、１２……柱、１３……センサ1 ... device section of variable damping device 2 ... controller section of variable damping device 3 ... cylinder 4 ... rod 5 ...
Piston, 6 Hydraulic chamber, 7 Flow control valve, 8 Control computer, 9 Pressure gauge, 10 Brace, 1
1 ... beam, 12 ... column, 13 ... sensor
Claims (4)
コンピュータで構成し、前記可変減衰装置の減衰力実績
を該コントローラにフィードバックし、制御コンピュー
タからの減衰力指令値の大きさによりコントローラが最
適となるゲインに切り換えることを特徴とする可変ゲイ
ン型可変減衰装置。1. A controller for a variable damping device comprising a digital computer, the actual damping force of the variable damping device is fed back to the controller, and the gain is set so that the controller is optimal according to the magnitude of a damping force command value from the control computer. A variable gain type variable attenuator characterized by switching to (1).
コンピュータで構成し、前記可変減衰装置の減衰力実績
を該コントローラにフィードバックし、振動制御方法に
応じ、制御コンピュータからの指令により、コントロー
ラ内のゲインを最適となるゲインに切り換えることを特
徴とする可変ゲイン型可変減衰装置。2. The controller of the variable damping device is constituted by a digital computer, the actual damping force of the variable damping device is fed back to the controller, and the gain in the controller is controlled by a command from the control computer according to the vibration control method. A variable gain type variable attenuator characterized by switching to an optimum gain.
コンピュータで構成し、前記可変減衰装置の減衰力実績
を該コントローラにフィードバックし、振動制御方法及
び減衰力指令値に応じ、制御コンピュータからの指令に
より、コントローラ内のゲインを最適となるゲインに切
り換えることを特徴とする可変ゲイン型可変減衰装置。3. A controller of the variable damping device is constituted by a digital computer, and a result of damping force of the variable damping device is fed back to the controller, and according to a vibration control method and a damping force command value, according to a command from the control computer. A variable gain type variable attenuator wherein a gain in a controller is switched to an optimum gain.
コンピュータで構成し、前記可変減衰装置の減衰力実績
を該コントローラにフィードバックし、入力地震動また
は建物の地震応答値の大きさに応じ、制御コンピュータ
からの指令により、コントローラ内のゲインを最適とな
るゲインに切り換えることを特徴とする可変ゲイン型可
変減衰装置。4. A controller of the variable damping device is constituted by a digital computer, and a result of damping force of the variable damping device is fed back to the controller. A variable gain type variable attenuator wherein a gain in a controller is switched to an optimum gain according to a command.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588297A JPH1113823A (en) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Variable gain type variable damping device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16588297A JPH1113823A (en) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Variable gain type variable damping device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1113823A true JPH1113823A (en) | 1999-01-22 |
Family
ID=15820778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16588297A Pending JPH1113823A (en) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | Variable gain type variable damping device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1113823A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014174044A (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Vibration control support device of nuclear equipment and control system for the same |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP16588297A patent/JPH1113823A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014174044A (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-22 | Hitachi-Ge Nuclear Energy Ltd | Vibration control support device of nuclear equipment and control system for the same |
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| Date | Code | Title | Description |
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