JPS6057030A - 振動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、建造物等の振動体の振動を、可動質量の運
動によって制御する振動制御装置に関するものである。

一般に振動体に生ずる振動を防止するのに、マスダンパ
が用いられていた。このマスダンパは、第１図に示すご
とく、質量Ｍ、の振動体（１）にバネ定数に２を有する
バネ（２）と、アクチュエータ（３）を介して質量Ｍ２
の可動質量（４）が可動自在に取付けられている。この
可動質量（４）は、振動体（１）の振動速度に比例した
逆向きの制御力を制御器（図示せず）の指示によって、
アクチュエータｔ３＋から与えられ、振動体ｉｌ＋の振
動を止める向きに動いて、振動体（１）の振動を減衰さ
せている０このときの運動方程式は次のようになる。

Ｍ、Ｘ　、＋ＣｏＸ１＋に１Ｘ１　＋に２（Ｘ　１　Ｘ
２）　＝Ｆ　Ｕここに＋　Ｘｌは撮動体（１］の変位、
ｃｏは、振動体１１）の減衰定数、に１は振動体（１）
のバネ定数ｔ　Ｘ２は可動質量（４）の変位、Ｆは外力
、Ｕは制御力である。

上記のように従来の振動制御装置は、振動体（１）の振
動速度交に比例した制御力ｕ　＝Ｏ＋Ｘ１　（ｃ、はゲ
イン定数）をアクチュエータに発生させ、可動質量（４
）を振動体＋１１の振動を止める方向に動かし撮動を減
衰させている。

この振動制御装置においては、可動質量＋４１の質しか
しながら、従来の振動制御装置では振動体（１）と可動
質量（４）の間に減衰がないため、アクチュエータ（３
）で制御力Ｕを作用させた場合、可動質量（４）は、共
振周波数ω２で持続振動を起こし系が不安定になるが１
通常、可動質量（４）とアクチュエータ（３）とには、
摩擦力が存在するため、ゲイン定数Ｃ４が小さな値のと
きは、系は安定化されることもある。しかし、ゲイン定
数Ｃ４を大きくシ、振動体（１）の減衰を大きくすると
、この摩擦力では。

対応できず系が不安定となる欠点を有していた。

この発明は、上記の欠点を除去するもので、可動質量（
４）と振動体ｉｌｌとの間に減衰を付加することによシ
、振動体（１）の振動減衰が大きくでき、かつ系の安定
な振動側（財）装置を提供するものである。

以下図面に従って、この発明の一実施例を説明する。

第２図は、この発明の振動制御装置を示す図であシ、（
３ｊは、建物等振動体（１）に固定されたアクチュエー
タで、可動コア（５１と固定コア（６）とよシ成シ。

この可動コア（５）の先端には可動質量（４）が固定さ
れている。

コノ可動質量（４）は、バネ（２：によって振動体（１
）と連結しておシ、可動コアの往復動に従って、振動体
（１）の振動方向に往復動するようになっている。

（７）は、振動体ｆｉ＋の振動を検出する加速度計、（
８）は振動体（１）と可動質量（４）との相対速度Ｘ　
、−Ｘ２を検出するムービングコイル等で代表される相
対速度計、（９）は上記加速度信号と相対速度信号を受
けて増幅し、アクチュエータ（３）に指令を出す制御器
である、 第３図は、制御器（９＋の構成例を示したもので。

（９１）は加速度計（７）の加速度信号を積分する積分
器。

（９２）は相対速度計（８）の相対速度信号を増幅する
増幅器１　（９３）は上記速度信号と相対速度信号を加
算する加算器、（９４）はアクチュエータ（３）を駆動
する電力増幅器である。

以上のような構成からなるこの発明の振動制御装置は、
振動体１１１　Ｋ外力が加わシ、振動を起こすと、加速
度計（７）によシ検出された振動体（１）の振動加速度
は、積分器（９１）、加算器（９υおよび電力増幅器（
９４）を経由して、アクチュエータ（３）に送られる。

アクチュエータ（３）においては、可動質量（４）と振
動体（１）との間に振動速度に比例した制御力を発生し
、可動質量（４）を振動体（１）の振動を止める向きに
運動させるため、振動体（１）の振動は減衰するととも
に、アクチュエータｔ３１で、可動質量（４）と振動体
（１）との相対速度に比例した制御力を合わせ発生させ
ることによシ、可動質量（４）と振動体（１）の間に減
衰を持たせることができる。

このときの運動方程式は次のようＶこなる。

ここで、Ｕはアクチュエータ（３）で発生する制御ある
。

すなわち、Ｃ；は振動体（１）の振動速度；１に比例す
る制御力、Ｃ２は振動体（ＩＩと可動質量（４）との間
の相対速度ＸＩ　Ｘ２　に比例した制御力を示している
０ 第（２）式で示されるこの発明による振動制御装置の安
定条件は９次式で示される。

ここで Ｃ１；振動体（ｌＩに付加される減衰比ζ２；可動質量
（４）に付加される減衰比すなわち、振動体（１）の減
衰を大きくするためには、第（３）式を満足するように
可動質重ｔ（４）の減衰を与えれば良いこととなる。

以上のようにこの発明によれば、可動質量（４）と振動
体（１）との間の相対速度に比例した制御力を作用させ
、可動質量（４）に減衰を付加することで、安定に、か
つ振動体（ＩＪの減衰を大きくすることのできる振動制
御装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、一般のマスダンパの振動モデル図。 第２図は、この発明による実施例を示す図、第３図は第
２図に示した制御器の構成図である。 図中（ｌ丹ま振動体、（３）はアクチュエータ、（４）
は可動質量、（力は加速度計、（８）は相対速度計、（
９丹ま制御器、（９１）は積分器、（９２）は増幅器、
（９つは加算器、（９４）は電力増幅器である。 なお９図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　大岩増雄 第゛　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外力を受けて振動する振動体の振動を検出する手段と、
   上記振動体に固定され、可動質量を往復動させるアクチ
   ュエータと、上記振動体と可動質量の相対速度を検出す
   る検出手段と、上記振動体の振動速度に比例した制御力
   と上記振動体と可動質量の相対速度に比例した制御力と
   を加算して出力出来るように上記アクチュエータに指令
   を出す制御器とを備えたことを特徴とする振動制御装置
   。