JPS6092570A - Vibration controller of structure - 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。(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は９例えばビル、アンテナ、原子力の制御盤な
どに代表される構造物の振動を低減あるいは制振する振
動制御装置に関し、特に電力の節約に関するものである
。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a vibration control device that reduces or suppresses vibrations of structures such as buildings, antennas, nuclear power control panels, etc. It is related to.

〔従来技術〕[Prior art]

従来この種の装置として第１図に示すものがあった。図
において、（１）は風や地震などの外力を受けて振動を
生ずる構造物で９例えばピル、アンテナ、原子力の制御
盤などである。（２）は付加重錘とアクチュエータを有
する付加重錘駆動装置、　＋３１＆ま構造物（１）の振
動を検出する振動検出器で、この例では訛速度計、（４
）は振動検出器（３）からの検出信号に基づいて付加重
錘駆動装置（２）を制御する制御回路である。A conventional device of this type is shown in FIG. In the figure, (1) is a structure that generates vibrations when subjected to external forces such as wind or earthquakes, such as pills, antennas, and nuclear power control panels. (2) is an additional weight drive device having an additional weight and an actuator, and a vibration detector that detects the vibration of the structure (1).
) is a control circuit that controls the additional weight drive device (2) based on the detection signal from the vibration detector (3).

第２図は第１図に示す付加重錘駆動装置の一例を示す断
面図である。図において、ｃｌυは付加重錘であり、構
造物（１）の約１チの質量を有しているのが一般的であ
る。翰はアクチュエータ、（ハ）は軸受支持台、（財）
は直動軸受、（ハ）は連結棒、（ハ）はアクチユエータ
Ｃ２４の駆動部、＋２７）は連結棒ン９と駆動部ＱＯを
結合するカップリングであり、付加重錘Ｃ！υは連結棒
（至）とカップリング（イ）を介してアクチュエータ匈
の駆動部（イ）に連結されている。（至）はアクチュエ
ータ（２）を装着する取付台、（ハ）は軸受支持台（至
）および取付台（２）を固定する架台であり、構造物（
１１の床部または天井部部に設置されている。FIG. 2 is a sectional view showing an example of the additional weight driving device shown in FIG. 1. In the figure, clυ is an additional weight, which generally has a mass of about 1 inch of the structure (1). The handle is the actuator, (C) is the bearing support, (Foundation)
is a linear bearing, (C) is a connecting rod, (C) is a drive section of actuator C24, +27) is a coupling that connects connecting rod 9 and drive section QO, and additional weight C! υ is connected to the drive part (A) of the actuator via a connecting rod (To) and a coupling (A). (To) is a mounting base for mounting the actuator (2), (C) is a mount for fixing the bearing support base (To) and the mounting base (2), and the structure (
It is installed on the floor or ceiling of 11.

次に動作について第１図、第２図をもとに説明する。構
造物（１）が風や地震などの外力を受けて水平方向に振
動すると、この構造物（１）の振動は振動検出器（３）
により電気信号として検出される。この電気信号を受け
た制御回路１４＋では、所要の振動変位量あるいは振動
速度などに変換し、付加重錘駆動装置（２）の駆動を制
御する。すなわち、アクチュエータ（２）は、制御回路
（４）からの制御信号に応じて駆動部（至）、カップリ
ング（５）、および連結棒（ハ）を介して付加重錘Ｃｌ
１ｌを第２図に矢印で示すように直線的、振動的に水平
駆動させる。この時１作用１反作用の法則に基づき、ア
クチュエータ四で発生した駆動力は取付台（ハ）および
架台（２）を介して構造物（１１に印加される。この駆
動力が構造物（１１の振動に対抗するように、以下に説
明する原理に基づいて制御回路（４）の動作状態を設定
すると、構造物（１）の振動は極度に減衰し、振動制御
装置としての機能を発揮する。Next, the operation will be explained based on FIGS. 1 and 2. When the structure (1) vibrates horizontally due to external forces such as wind or earthquakes, the vibration of this structure (1) is detected by the vibration detector (3).
is detected as an electrical signal. The control circuit 14+ that receives this electric signal converts it into a required amount of vibration displacement or vibration speed, and controls the drive of the additional weight drive device (2). That is, the actuator (2) controls the additional weight Cl via the drive section (to), the coupling (5), and the connecting rod (c) in response to a control signal from the control circuit (4).
1l is linearly and vibrably driven horizontally as shown by the arrow in FIG. At this time, based on the law of one action and one reaction, the driving force generated by the actuator 4 is applied to the structure (11) via the mounting base (c) and the frame (2). When the operating state of the control circuit (4) is set based on the principle described below to counter vibrations, the vibrations of the structure (1) are extremely damped and the structure functions as a vibration control device.

すなわち、この装置の振動低減原理は、構造物（１１に
強制力（外力）と制御力とが作用したとき。That is, the vibration reduction principle of this device is that when forced force (external force) and control force act on the structure (11).

ｍを構造物（１）のモード質量、Ｃを減衰係数、ｋを構
造物（１）のバネ定数、Ｆを外力、Ｕを制御力、Ｘを構
造物（１）の変位として成立する運動方程式ｍｘ＋Ｑｉ
＋ｋｙＣ＝Ｆ　−Ｕを前提とする。An equation of motion that holds true where m is the modal mass of structure (1), C is the damping coefficient, k is the spring constant of structure (1), F is the external force, U is the control force, and X is the displacement of structure (1). mx+Qi
+kyC=F −U is assumed.

ここで１例えば構造物（１）の振動加速度ｉを検知して
これを速度に、変位Ｘの信号に変換した後これらの値を
上記運動方程式に適用することにより外力Ｆを減衰させ
ることのできる最適な制御力Ｕ（すなわち、構造物（１
）の振動速度に比例する制御力）を得ている（詳しくは
、特願昭５７−４１０９４号出願「振動制御装置」に記
載）。Here, 1. For example, by detecting the vibration acceleration i of the structure (1), converting it into a velocity signal and a displacement X signal, and applying these values to the above equation of motion, the external force F can be attenuated. The optimal control force U (i.e. the structure (1
) is obtained (details are described in Japanese Patent Application No. 57-41094 entitled "Vibration Control Device").

従来の振動制御装置は以上のように構成されているので
、構造物（１）を振動させる強風や地震などの外力が発
生しない平常状態においても、常時。Since the conventional vibration control device is configured as described above, even in normal conditions where external forces such as strong winds or earthquakes that cause the structure (1) to vibrate are not generated, the vibration control device can be operated at all times.

イ」加重鍵駆動装置＋２１を動作状態にしておくために
。A) To keep the weighted key drive device +21 in operation.

常に電力を供給しておかなければならず、ランニングコ
ストが高（つくなどの欠点があった。There were drawbacks such as high running costs as electricity had to be constantly supplied.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになさλしたもので、構造物振動予知センサを設け、
その出力によって付加重錘駆動装置に電力を供給して制
振１１制御口】°能状態にすることにより、必要予想時
に電力を供給するようにして。This invention was made in order to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and includes a structural vibration prediction sensor,
The output is used to supply power to the additional weight drive device and put the vibration damping 11 control port into the active state, so that power is supplied when it is expected to be necessary.

常時、電力を投入しておく損失を解消することを目的と
している。The purpose is to eliminate the loss caused by constantly supplying power.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以Ｆ、この発明の一実施例を図をもとに説明する。第３
図はこの発明の一実施例による振動制御装置を示す構成
図、第４図は第３図に示す振動制御装置の制御システム
を示す構成図である。図において、　１ｌｉｌは地盤上
に設置され、地震動の初期微振動を検出するための地震
動検出器、（７）は地震動検出器（６）かりの検出信号
を受けて、その振動の太きさ、スペクトルなどによって
地震動の性質を捕え、付加重錘駆動装置（２）に電力を
供給するか否かを判断し、電力を供給する場合には出力
信号を出す論理回路である。この例では、地震動検出器
（６）と論理回路（７）により、構造物振動予知センサ
を構成している。なお、地震予知センサは１例えば。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Third
FIG. 4 is a configuration diagram showing a vibration control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a configuration diagram showing a control system of the vibration control device shown in FIG. 3. In the figure, 1lil is a seismic motion detector installed on the ground to detect the initial minute vibrations of seismic motion, and (7) is a seismic motion detector that receives the detection signal from (6) and detects the thickness of the vibration. This is a logic circuit that captures the nature of seismic motion through spectra, etc., determines whether or not to supply power to the additional weight drive device (2), and outputs an output signal when power is supplied. In this example, the seismic motion detector (6) and the logic circuit (7) constitute a structural vibration prediction sensor. For example, there is one earthquake prediction sensor.

Ｐ液センサ（三菱電機株式会社製）として市販されてい
る。（８）はタイマで、論理回路（力から電力供給のた
めの出力信号がでると、これを所定時間。It is commercially available as P liquid sensor (manufactured by Mitsubishi Electric Corporation). (8) is a timer, and when an output signal for power supply is generated from the logic circuit (power supply), it is activated for a predetermined period of time.

例えば３分間持続するものである。For example, it lasts for 3 minutes.

次に動作について説明する。地盤上に設置した地震動検
出器（６）によって、地震発生に伴う縦波で支配される
初期微振動を感知する。この地震動検出器（６）は７主
に地盤に生ずる縦波を検出する特性を有する。検出され
た初期微振動は論理回路（７）に伝送され、その振動の
犬ぎさ、スペクトルなどが分析され９通常の常時微動と
の差異が判断される。Next, the operation will be explained. A seismic motion detector (6) installed on the ground detects initial micro-vibrations dominated by longitudinal waves accompanying the occurrence of an earthquake. This seismic motion detector (6) has a characteristic of mainly detecting longitudinal waves generated in the ground. The detected initial micro-vibrations are transmitted to a logic circuit (7), where the sharpness, spectrum, etc. of the vibrations are analyzed to determine the difference from ordinary micro-vibrations (9).

もし、地震発生による初期微振動であれば、直ちに付加
重錘駆動装置（２）に電力を供給する出力信号を出し、
これをタイマで持続し、持続期間中付加重錘駆動装＋＋
ｆｔｆ２１を制振制御可能状態にする。このとき、構造
物（１）が地震動を受けて水平方向に振動すると、この
振動は振動検出器（３）で検出され、この検出信号に基
づいて制御回路（４１で制御信号を発生し、この信号で
付加重錘駆動装置＋２１が直ちに駆動制御され、構造物
（１）の振動を制御するのは従来と同様である。If it is an initial slight vibration due to an earthquake, it immediately outputs an output signal to supply power to the additional weight drive device (2),
Continuing this with a timer, the additional weight driving device ++ during the duration
Put the ftf21 into a state where vibration damping control is possible. At this time, when the structure (1) vibrates in the horizontal direction due to earthquake motion, this vibration is detected by the vibration detector (3), and based on this detection signal, a control signal is generated in the control circuit (41). The additional weight drive device +21 is immediately driven and controlled by the signal, and the vibration of the structure (1) is controlled in the same way as in the conventional case.

なお、上記実施例では構造物振動予知センナを地震動検
出器（６）と論理回路（７）により構成した場合につい
て示したが、風速計と論理回路により構成し、所定の平
均風速１例えば８ｙ秒または最大風速１例えば１ｏ’／
秒を超えた時に論理回路から出力信号を出すようにして
もよい。また７地震動検出器（６）、風速計、および論
理回路により構成してもよい。In the above embodiment, the structure vibration prediction sensor is constructed from an earthquake motion detector (6) and a logic circuit (7), but it is constructed from an anemometer and a logic circuit, and is configured to operate at a predetermined average wind speed of 1, for example, 8 y seconds. or maximum wind speed 1 e.g. 1o'/
The logic circuit may output an output signal when the time period exceeds seconds. Alternatively, it may be configured with seven seismic motion detectors (6), an anemometer, and a logic circuit.

また、上記実施例では電動型アクチュエータ＠を用いた
場合について示したが、油圧型アクチュエータや空気圧
型アクチュエータなどであってもよく、上記実施例と同
様の効果を奏する。Further, in the above embodiment, an electric actuator @ is used, but a hydraulic actuator, a pneumatic actuator, or the like may be used, and the same effects as in the above embodiment can be obtained.

また、上記実施例では付加重錘駆動装置（２）に電力を
供給するか否かのみを構造物振動予知センサで制御し、
振動検出器（３）や制御回路（４）には常時電力が供給
されている場合について示したが、振動検出器（３）や
制御回路（４）への電力の供給も構造物振動子如上／す
により制御することも可能である。Further, in the above embodiment, only whether or not to supply power to the additional weight driving device (2) is controlled by the structure vibration prediction sensor,
Although we have shown the case where power is constantly supplied to the vibration detector (3) and control circuit (4), the power supply to the vibration detector (3) and control circuit (4) is also similar to the structure vibrator. / control is also possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明によれば、構造物振動予知セン
サを設け、その出力によって付加重錘駆動装置に電力を
供給して制振制御可能状態にするようにしたので、必要
予想時にのみ電力を供給することになり、常時電力を投
入してお（損失を解消することができる効果がある。As described above, according to the present invention, a structure vibration prediction sensor is provided, and the output is used to supply power to the additional weight drive device to enable vibration damping control, so that power is supplied only when necessary. This has the effect of eliminating power loss by constantly supplying power.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は従来の振動制御装置を示す構成図、第２図は第
１図の付加重錘駆動装置の構成を示す断面図、第３図は
この発明の一実施例による振動制御装置を示す構成図、
第４図は第３図の振動制御装置の制御システムを示す構
成図である。 図において、（１）は構造物、（２）は付加重錘駆動装
置、（３）は振動検出器、（４）は制御回路、（６）は
地震動検出器、（７）は論理回路であり、地震動検出器
（６）と論理回路（７）により構造物振動子如上ンサが
構成されている。（８）はタイマである。 なお１図中同一符号は同一または相当部分を示すものと
する。 代理人大岩増雄 第　ｊ　図FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional vibration control device, FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of the additional weight drive device in FIG. 1, and FIG. 3 is a vibration control device according to an embodiment of the present invention. Diagram,
FIG. 4 is a configuration diagram showing a control system of the vibration control device of FIG. 3. In the figure, (1) is the structure, (2) is the additional weight drive device, (3) is the vibration detector, (4) is the control circuit, (6) is the seismic motion detector, and (7) is the logic circuit. The seismic motion detector (6) and the logic circuit (7) constitute a structure vibrator. (8) is a timer. Note that the same reference numerals in each figure indicate the same or corresponding parts. Agent Masuo Oiwa Figure J

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ＋１１　外力を受けて振動を生ずる構造物に付加重錘駆
動装置を設置し、上記構造物の振動を振動検出器で検出
し、この検出信号に基づいて制御回路で制御信号を発生
し、この信号で上記付加重錘駆動装置の駆動を制御し、
上記構造物の振動を制御するものにおいて、構造物振動
予知センサを設け。 その出力によって上記付加重錘駆動装置に電力を供給し
て割振制御可能状態にすることを特徴とする構造物の振
動制御装置。 （２）構造物振動予知センサは地盤上に設置した地震動
検出器を有している特許請求の範囲第１項記載の構造物
の振動制御装置。 （３）構造物振動子知七ンサは風速計を有している特許
請求の範囲第１項または第２項記載の構造物の振動制御
装置。[Claims] +11 An additional weight drive device is installed on a structure that generates vibrations due to external force, the vibration of the structure is detected by a vibration detector, and a control circuit generates a control signal based on this detection signal. This signal controls the drive of the additional weight drive device,
In the device for controlling the vibration of the structure, a structure vibration prediction sensor is provided. A vibration control device for a structure, characterized in that the output is used to supply power to the additional weight drive device to enable allocation control. (2) The structure vibration control device according to claim 1, wherein the structure vibration prediction sensor includes an earthquake motion detector installed on the ground. (3) A vibration control device for a structure according to claim 1 or 2, wherein the structure vibrator sensor has an anemometer.