JPH0314939A - アクティブ方式動吸振器の起動方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、船等の交通機関、ビル等の建築構造物、機
械装置等において振動を減少させるためのアクティブ方
式動吸振器の起動方法に関し、主振動系が振動中にアク
ティブ方式動吸振器を起動する時の動吸振器のオーバー
ストロークを防止したものである。

〔従来の技術３ 従来から振動を減少させる方法として動吸振器が知られ
ているが、これは主振動系から振動を受けて作動するパ
ッシブ方式であった。最近になり動吸振器の付加質量の
動きをサーボ制御で駆動するアクティブ方式が現れ、試
験段階から少数例ではあるが実用化されるようになって
きた。アクティブ方式はパッシブ方式に比べて効果が大
きいが動力を必要とする。従って常時運転するよりも、
運転している時間は必要最少限とし、主振動系の振動が
一定の大きさ以上になった時のみ使用するのが一般的な
使用法になると考えられる。

アクティブ方式の動吸振器は、通常は付加質量の振幅が
主振動系の振動の大きさに比例した大きさになるように
サーボ制御される。その制御系の構成例を第２図に示す
。主振動系１０の振動を減衰させめためには、主振動系
１０の加速度、速度、位置等の信号をアクティブ方式の
動吸振器にフィードバックするが、主となるのは速度信
号なので第２図では速度信号で主振動系１０からのフィ
−ドバックを代表させている。この速度信号は実際には
例えば加速度センサ１４で検出された主振動系１０の加
速度を速度演算器１６で積分して得る事ができる。この
速度信号に制振コントローラ１８で適宜のゲインを乗じ
た信号が動吸振器の付加質量（副振動系）１２の変位を
制御する変位コントローラ２０への指令となり、変１立
センサ２６からの変位信号と演算して、サーボ弁２２を
介して油圧シリンダ２４を駆動して、付加質量１２は指
令に比例した大きさで振動する。

このために主振動系１０がある大きさで振動していると
きに動吸振器を起動すると、主振動系１０の振幅が動吸
振器が効いている時よりも大きいので、付加質量１２は
定常時よりも大きな振幅で振れる様に駆動される。この
様子を第３図に示す。第３図で（ａ）は主振動系１０の
動きを、（ｂ）は動吸振器の付加質量１２の動きを示す
シミュレーションの例である。主振動系１０が加振され
はじめてから約１０周期後に動吸振器を起動しているが
、起動した時の主振動系１０の振幅が大きいので付加質
ｆｆｉ　１　２は定常時に比べてはるがに大きな振幅で
動いている。急激な動きのために主振動系１０にも衝撃
がかかっている様子が波形の乱れとして現れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

動吸振器が有効である為には主振動系１０と付加質量１
２の動きの位相差が約９０度でなければならない。シミ
ュレーション例では動吸振器のストロークには制約を設
けていないので付加質量１２は必要な大きさの振幅で動
いているが、ストロークに制約があると付加質量１２は
ストローク端でストッパーに衝突してしまい、主振動系
１０と動吸振器の位相差が乱れてしまい振動を押えられ
なくなる。

アクティブ方式の動吸振器は油圧を使って駆動するため
に、第２図のように油圧シリンダ２４を利用したり、あ
るいは電動機で駆動する為にビニオンラックを使用した
りする。従って、付加質量の動けるストロークは機械的
に制約される。大きなストロークで動ける様にする為に
は装置を太きくしなければならず広い設置スペースが必
要になる。また同時に、大きな振幅で動かす為に大きな
駆動力も必要である。例えば高層ビルの場合には、通常
の強さの風による振動を打消すためだけでも、必要な振
幅は±１〜２ｍとなり、地震ともなると±数ｍ以上の振
幅が必要である。しかし経済性や設置スペースを考慮す
ると、付加質量の振幅を±１〜２ｍ以上にすることは望
ましくない。

ストロークや駆動力は出来るだけ小さいことが望ましく
、このためには、第３図にあるような、動吸振器の起動
直後に発生する大きな振幅での付加質量の駆動を無くす
必要がある。アクティブ方式動吸振器はサーボ制御され
ているので、サーボ制御のゲインを小さくすれば付加質
量の振幅を小さくすることが出来る。しかしゲインを小
さくすると主振動系の振動を押える効果が弱くなってし
まう。

この発明は、従来の技術におけるこのような問題点を解
決して、主振動系の振動を押える効果を弱めることなく
動吸振器の起動直後に発生する大きな振幅で付加質量の
駆動を抑制して、付加質量のストロークや駆動力を小さ
くすることができるようにしたアクティブ方式動吸振器
の起動方法を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、主振動系が振動中にアクティブ方式動吸振
器を起動する時に、副振動系（付加質量）駆動制御ルー
プのゲインを小さい状態て起動し、その後ゲインを増大
させることを特徴とするものである。

〔作　用〕

この発明によれば、主振動系が振動中にアクティブ方式
動吸振器を起動する時に、副振動系駆動制御ループのゲ
インを小さくしたので、動吸振器の起動直後に発生する
大きな振幅での付加質量の駆動を抑制して、付加質量の
ストロークや駆動力を小さくすることができる。また、
その後ゲインを増大させるので、主振動系の振動を押え
る効果を弱めることもない。

〔実施例〕

この発明の一実施例を第１図に示す。ここでは、前記第
２図と共通する部分には同一の符号を用いる。

主振動系１０には、加速度センサ１４が設置されている
。加速度センサ１４の検出信号は、速度演算器１６で積
分されて、速度信号が得られる。

この速度信号は制振コントローラ１８て適宜のゲインを
付与された後乗算器２８に人力される。乗算器２８は制
振コントローラ１８から出力される速度信号と、１次系
で示されたフィルタ３０からの計数値とを乗算して出力
する。スイッチ３２は、動吸振器の起動前はオフされて
おり、起動と同時にオンされる。フィルタ３０はスイッ
チ３２がオフのときは０を出力し、スイッチ３２がオン
されると０から１に徐々に増大していく。

乗算器２８の出力は変位コントローラ２０に人力される
。変位コントローラ２０は変億センサ２６で検出される
副振動系（付加質量）１２の変位信号と乗算器２８の出
力信号とを演算して制御信号を得る。この制御信号は、
サーボ弁２２を介して油圧シリンダ２４を駆動する。こ
れにより、付加質孟１２が振動して主振動系１０の振動
を減少させる。

第１図の装置の起動時の動作を説明する。動吸振器の起
動する前はスイッチ３２はオフしているので、フィルタ
３０の出力はＯであり、制振コントローラ１８から変位
コントローラ２０への信号は乗算器２８で止められてい
る。起動すると、スイッチ３２が同時にオンされ、スイ
ッチ３２の人力側に加わっていた単位量「１」の信号が
フィルタ３０に加わる。この実施例ではフィルタ３０は
１次系なので、フィルタ３０の出力側では信号が０から
徐々に増加していく。したがって、制振コントローラ１
８から変位コントローラ２０への信号は徐々に増加し、
ゲイン０の状態から定常のゲインとなる。

第４図は、このように起動した場合のシミュレーション
例で、（ａ）は主振動系１０の動き、（ｂ）は付加質量
１２の動きである。付加質量１２は徐々に振幅を増して
定常状態に達している。

そして、主振動系１０にも第３図に見られたような衝撃
による動きの乱れは現れていない。このように、ゲイン
を変えていくことは運転の状態を安定化するのに非常に
効果がある事が分かる。

〔変更例〕

前記実施例では、ゲインを変化させるために１次系を用
いたが、これに限るものではない。一定の割合でゲイン
を増しても良く、また２次系等のより高次のものを用い
てもよく、また段階的に変化させてもよい。また計算機
を用いてソフトウエアで演算してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、主振動系が振
動中にアクティブ方式動吸振器を起動する時に、副振動
系駆動制御ループのゲインを小さくしたので、動吸振器
の起動直後に発生する大きな振幅での付加質量の駆動を
抑制して、付加質量のストロークや駆動力を小さくする
ことができる。

したがって、動吸振器の付加質量の振幅が過大になるこ
とを防止出来るので、装置は必要最小限のストロークを
持つように経済的に設計できる。また、付加質量がスト
ローク端でストッパーに衝突して装置の動きが乱れて制
振不能になるのを防げる。また、その後ゲインを増大さ
せるので、主振動系の振動を押える効果を弱めることも
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック図である
。 第２図は、従来装置を示すブロック図である。 第３図は、第２図の装置による振動状態を示す図である
。 第４図は、第１図の装置による振動状態を示す図である
。 １０・・・主振動系、１２・・・副振動系（付加質ｊｌ
）、２８・・・乗算器、３０・・・１次系フィルタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主振動系が振動中にアクティブ方式動吸振器を起動する
   時に、副振動系駆動制御ループのゲインを小さい状態で
   起動し、その後ゲインを増大させることを特徴とするア
   クティブ式動吸振器の起動方法。