(57)【要約】【課題】加振することなく経年変化による固有振動数の変化を同定できる装置を提供する。【解決手段】構造物について所定期間に継続して測定された観測データを蓄積する記憶手段と、観測データに基づいて実測パワースペクトルを生成するとともに、観測データに対応する複数の理論パワースペクトルと、を照合し、複数の理論パワースペクトルの中から実測パワースペクトルが合致する理論パワースペクトルを構成する固有振動数を特定する演算手段と、を備えることを特徴とする経年変化の同定装置。【選択図】図２
2015110863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物について所定期間に継続して測定された観測データを蓄積する記憶手段と、
前記観測データに基づいて実測パワースペクトルを生成するとともに、前記観測データに対応する複数の理論パワースペクトルと、を照合し、複数の前記理論パワースペクトルの中から実測パワースペクトルが合致する理論パワースペクトルを構成する固有振動数を特定する演算手段と、
を備えることを特徴とする経年変化の同定装置。
【請求項２】
前記観測データは、
揺れに基づく前記構造物の変位、速度、加速度、
前記構造物に取り付けられた制振装置を構成する可動マスの変位、速度、加速度、及び、前記可動マスの駆動力、のいずれか一つである、
請求項１に記載の経年変化の同定装置。
【請求項３】
前記理論パワースペクトルは、
前記構造物についての仮定された固有振動数について、未知外乱に対して求められる前記観測データの伝達関数に、前記未知外乱による振動を白色ノイズとみなしたことによる定数を掛けて得られる、
請求項１又は請求項２に記載の経年変化の同定装置。
【請求項４】
前記実測パワースペクトルは、
前記観測データから地震動による成分を除いて生成される、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の経年変化の同定装置。
【請求項５】
制振対象となる構造物の揺れに応じて駆動される可動マスと、
前記可動マスを駆動するアクチュエータと、
前記構造物の変位、前記構造物の速度、前記可動マスの変位及び前記可動マスの速度の各々に制御ゲインを掛けて、前記アクチュエータの駆動力を決定する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の経年変化の同定装置で同定された固有振動数に基づいて前記制御ゲインを特定することを特徴とする制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の経年変化を固有振動数に基づいて同定できる装置に関し、特に制振装置に適用するのに好適な装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高層ビルなどの塔状構造物の風揺れ対策として、制振装置を高層ビルの最上階に設置し、風揺れによるビル居住者の不快感を低減している。
この制振装置は、速度計でビルの揺れを検出し、駆動モータからマス速度・変位をフィードバックして、制御装置でビル揺れを減衰させる駆動力を演算し、駆動モータに指令する。原理的には、マス駆動力の反作用（慣性反力）で、ビル揺れを減衰させるものである。制御装置は、速度計からのビル揺れ(ビル速度と変位)と、マスの速度と変位から、ビル揺れを減衰させる駆動力（制御力）を、最適な制御ゲインを掛け合わせて算出して、駆動モータへ指令するロジックを採用する。
【０００３】
以上の基本的な構成を備える制振装置には、種々の改良が加えられている。例えば、特許文献１は、構造物の被災度の判定精度の向上を目的として、構造物への入力波及び構造物の応答波から振動特性を同定する手法を提案している。また、特許文献２は、振子の剛性を調整してその振動周期を高層建造物の振動周期と一致させて高層建造物を制振する手法を提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８８５０７５号公報
【特許文献２】特開平８−２２６２５２号公報
【特許文献３】特許第２５１４５７７号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】「強震観測技術の最新動向とNTT 通信ビルでの強震観測」Annual Report No. 20, June 2009, NTT Facilities Research Institute
【非特許文献２】「建設時の継続的な振動観測に基づく高層建物の振動特性」名古屋大学大学院環境学研究科  日本建築学会構造系論文集 73(625), 391-398, 2008-03-30  社団法人日本建築学会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
制振装置は、ビルを建設する初期段階で、ビルを加振してビルの特性（固有振動数）を計測して、最適な制御ゲインの調整を行っている。
しかし、ビルを建設してから年月が経過すると、什器搬入により重量が増加したり、間仕切り壁などの接合部が緩んで剛性が低下するなどして、固有振動数が変わってしまう（非特許文献２）。固有振動数が最大±１０％も変わってしまうと、当初の制振性能を維持できない場合がある。固有振動数が変化する要因は、地震等による損傷もあり、これらも含めて建造物に生ずる経年変化により制振性能が維持されないことがある。
しかし、制振装置を適用しているビルは、入居者への配慮から、特許文献３にて提案されるように、使用の最中に加振して固有振動数を計測し、かつ、最適ゲインを再調整するのが困難な場合がある。したがって、経年変化により、制振性能が劣化したままの状態の制振装置が運用されているために、入居者の不快感が増大している場合がある。ちなみに、本発明者らのシミュレーションによる結果では、仮に、固有振動数が−１０％変化すると、制振性能（減衰率）は７％から４％に劣化する。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、加振することなく経年変化による固有振動数の変化を同定できる装置を提供することを目的とする。
また、本発明はそのような経年変化を同定する装置を備える制振装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的のもと、本発明の経年変化の同定装置は、構造物について所定期間に継続して測定された観測データを蓄積する記憶手段と、観測データに基づいて実測パワースペクトルを生成するとともに、観測データに対応する複数の理論パワースペクトルと、を照合し、複数の理論パワースペクトルの中から実測パワースペクトルが合致する理論パワースペクトルを構成する固有振動数を特定する演算手段と、を備えることを特徴とする。
以上の本発明によれば、加振することなく経年変化による固有振動数の変化を同定できる。
【０００８】
本発明の経年変化の同定装置において、観測データは、揺れに基づく構造物の変位、速度、加速度、構造物に取り付けられた制振装置を構成する可動マスの変位、速度、加速度、及び、可動マスの駆動力のいずれか一つにすることができる。
これらの観測データは、制振装置の駆動モータを駆動する際に用いられているものであるから、経年変化による固有振動数の変化を同定するにあたり、新たに観測データを測定する必要がない。したがって、本発明の同定装置は、既存の制振装置をそのまま利用して経年変化を同定できる利点がある。
【０００９】
本発明の経年変化の同定装置において、理論パワースペクトルは、構造物についての仮定された固有振動数について、未知外乱に対して求められる観測データの伝達関数に、未知外乱による振動を白色ノイズとみなしたことによる定数を掛けて得ることができる。
【００１０】
本発明の経年変化の同定装置において、実測パワースペクトルは、観測データから地震動による成分を除いて生成されることが好ましい。
観測データから地震動による成分を除くことにより、より確実に経年変化による固有振動数の変化を同定できる。
【００１１】
以上説明した本発明の経年変化の同定装置は、制振対象となる構造物の揺れに応じて駆動される可動マスと、可動マスを駆動するアクチュエータと、構造物の変位、構造物の速度、可動マスの変位及び可動マスの速度の各々に制御ゲインを掛けて、アクチュエータの駆動力を決定する制御装置と、を備える制振装置に適用することができる。この制御装置は、以上説明した経年変化の同定装置で同定された固有振動数に基づいて制御ゲインを更新することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、加振することなく経年変化による固有振動数の変化を同定できる装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態における制振装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す制振装置の制御ロジックを示す図である。
【図３】図２に示す制御ロジックのパラメータ同定機能を示し、（ａ）はその概要を、（ｂ）は詳細を示す図である。
【図４】（ａ）はビル変位を実測して得られたパワースペクトルを示し、（ｂ）は（ａ）の実測に合致するように伝達関数を同定した例を示している。
【図５】風外力からビル変位の伝達関数を計算により求めた結果を示し、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、各々、ビルの固有振動数が０．２５Ｈｚ、０．２７５Ｈｚ、０．２２５Ｈｚの場合を示している。
【図６】図２に示す制御ロジックの最適ゲイン計算機能を示している。
【図７】変位Ｄを与えたシミュレーションによる減衰性能の評価結果を示し、（ａ）は制振装置を停止した例、（ｂ）は経年変化前（制振装置動作）の例、（ｃ）は経年変化後（制振装置動作）、（ｄ）経年変化後（本実施形態を適用）を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
本実施形態にかかる制振装置１０は、図１に示すように、地面１の上に設けられる高層のビル２の最上階に設置され、風揺れによるビル２の居住者の不快感を低減する。
制振装置１０は、ビル変位・速度計１１でビル２の揺れを検出するとともに、駆動モータ１３から可動マス１４の変位Ｄｍ，速度Ｖｍをフィードバックして、制御装置２０でビル揺れを減衰させる駆動力(制御力)を演算し、得られた結果に最適ゲインを掛け合わせて、駆動モータ１３に可動マス１４の駆動力指令Ｃを与えるものであり、原理的には、可動マス１４の駆動力の反作用（慣性反力）で、ビル２の揺れを減衰させるものである。
【００１５】
制振装置１０は、制御装置２０が、経年変化したビル２の固有振動数（パラメータ）を同定する機能、さらに、この経年変化に応じた最適ゲインを設定する機能を有し、必要に応じて最適ゲインを更新することによって、制振性能の劣化を抑制するところに特徴を有している。
固有振動数を同定する機能（以下、同定機能と略記することがある）は、風揺れによる制振装置１０が作動している間に収集する観測データ（ビル変位Ｄｂ，ビル速度Ｖｂ，マス変位Ｄｍ，マス速度Ｖｍ，マス駆動力Ｆの少なくとも一つ）を使う。制振装置１０は、例えば、一年間に亘り観測データを記録し、記録した観測データに基づいて、一年経過後に同定機能を実行し、その結果に基づいて、最適ゲインを計算する機能を実行する。
なお、ここでのビル２の固有振動数とは、制振対象モードの固有振動数のことであり、一般的に1次モードであるが、制振対象がねじれ等の高次モード(例えば２次)である場合は、高次モードの固有振動数を表す。
【００１６】
以下、図１、図２を参照して制振装置１０の基本的な動作を説明し、次いで、図３及び図４も参照して同定機能を、また、図５も参照してゲイン計算機能の順に説明する。
【００１７】
［制振装置の基本動作］
制振装置１０は、ビル２に取り付けられるビル変位・速度計１１と、可動マス１４を駆動する駆動モータ１３に取り付けられるマス変位・速度計１２を備えている。ビル変位・速度計１１は、ビル２の水平方向の変位量（ビル変位Ｄｂ）及びビル２の水平方向の速度（ビル速度Ｖｂ，（Ｄｂの一階微分））を検出する。また、マス変位・速度計１２は、駆動モータ１３の動作から、可動マス１４の水平方向の変位量（マス変位Ｄｍ）及び可動マス１４の水平方向の速度（マス速度Ｖｍ，（Ｄｍの一階微分））を検出する。検出されたビル変位Ｄｂ、ビル速度Ｖｂ、マス変位Ｄｍ及びマス速度Ｖｍ（以下、観測データと総称することがある）は、制御装置２０に送られる。
なお、速度は変位の時間微分で特定できるので、ビル速度Ｖｂ、マス速度Ｖｍは、速度センサによらず、変位センサの検出結果から算出することもできるし、逆に、ビル変位Ｄｂ、マス変位Ｄｍは、変位センサによらず、速度センサの検出結果から算出することもできる。したがって、ここでは、変位センサと速度センサを兼ねる例を示しているが、変位センサと速度センサのいずれか一方のみでも本実施形態を実現できる。
観測データとしては、ビル２の変位，速度に代えてビル２の加速度を、また、可動マス１４の変位，速度に代えて可動マス１４の加速度を用いることができる。この場合、ビル２に加速度計を設け、駆動モータ１３に加速度計を設ける。
【００１８】
制御装置２０は、ビル変位Ｄｂに制御ゲインＫ１を乗じた信号（Ｓ１）を出力する第１ゲイン乗算器２１と、ビル速度Ｖｂに制御ゲインＫ２を乗じた信号（Ｓ２）を出力する第２ゲイン乗算器２２と、マス変位Ｄｍに制御ゲインＫ３を乗じた信号（Ｓ３）を出力する第３ゲイン乗算器２３と、マス速度Ｖｍに制御ゲインＫ４を乗じた信号（Ｓ４）を出力する第４ゲイン乗算器２４と、を備えている。なお、ビル変位Ｄｂとビル速度Ｖｂは、バンドパスフィルタＢＰＦを介して第１ゲイン乗算器２１と第２ゲイン乗算器２２に与えられる。制御ゲインＫ１〜Ｋ４は、例えば最適制御理論により計算されるものであり、任意に設定される定数を意味する。
【００１９】
制御装置２０は、第１ゲイン乗算器２１からの信号（Ｓ１）と、第２ゲイン乗算器２２からの信号（Ｓ２）、第３ゲイン乗算器２３からの信号（Ｓ３）と、第４ゲイン乗算器２４からの信号（Ｓ４）を全て合算する。制御装置２０は、全て合算した値を、可動マス１４に加えるマス駆動力Ｆに対する制御指令として、駆動モータ１３に与える。駆動モータ１３は、制御装置２０からの制御指令に基づいて、マス駆動力Ｆにより可動マス１４を動作させる。
以上が、制振装置１０によりビル２の揺れを減衰させる基本的な動作である。
【００２０】
［パラメータ同定機能］
次に、制御装置２０におけるパラメータ同定機能２５について説明する。
通常、図３（ａ）に示すように、同定対象（本実施形態の場合は、ビル２と制振装置１０）への入力データ及び出力データが計測できれば、同定対象モデルの未知パラメータを、公知の各種同定手法により求めることができる。
本実施形態の場合、出力データには、観測データ（ビル変位Ｄｂ、ビル速度Ｖｂ、マス変位Ｄｍ、マス速度Ｖｍ及びマス駆動力Ｆ）が該当し、これら観測データはいずれも計測が可能である。
一方、入力データには、風外力Ｗが該当することになるが、一般的には風外力を正確に計測することはできない。仮に、風速計や風向計といった計器をビル２の周囲に多数並べたとしても、風が直接的に当たる力以外にも、カルマン渦に基づいてビル２を引っ張る力が生じるためである。
【００２１】
そこで、本実施形態は、観測データを使って、以下の手順によるパラメータ同定機能２５（図２）を実行し、固有振動数（パラメータ）を同定する。
制御装置２０は、パラメータ同定機能２５を実行する前提として、出力データである観測データ（ビル変位Ｄｂ、ビル速度Ｖｂ等）を、任意の記憶手段に、例えば一年というように長期間にわたり継続して蓄積する。
そして、観測データにＦＦＴ（Fast Fourier Transform；高速フーリエ変換）処理を行うことで、周波数毎の振幅で形成される波形、つまりパワースペクトルを求める。観測データとしてビル変位Ｄｂを用いたときのパワースペクトルＡＳを図４（ａ）に示す。なお、図４（ａ）のグラフは、横軸が周波数を、また、縦軸が振幅を示す。以下の手順では、このパワースペクトルＡＳの中で破線で囲まれる固有振動数近傍の帯域のみに着目する。
以上のように、長期間にわたり蓄積された観測データを用いることに加え、着目するのを固有振動数近傍の帯域に限定することにより、その観測データを蓄積した期間に受けた風外力Ｗは、当該周波数の帯域において振幅が全て同じ、つまり白色ノイズと仮定できる。
【００２２】
一方で、図５は、ビル２について、風外力Ｗからビル変位Ｄｂの伝達関数Ｘ（周波数毎の応答倍率）を計算により求めた結果を示す例である。伝達関数については後述する。
図５（ａ）は、ビル２の固有振動数を０．２５Ｈｚと仮定した場合の伝達関数Ｘ１を、図５（ｂ）は０．２７５Ｈｚ（０．２５Ｈｚ×１．１）と仮定した場合の伝達関数Ｘ２を、図５（ｃ）は０．２２５Ｈｚ（０．２５Ｈｚ×０．９）と仮定した場合の伝達関数Ｘ３を示す。パラメータ同定機能２５は、伝達関数Ｘ１、Ｘ２及びＸ３を予め保持している。
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）において、破線は制振装置１０が作動していない場合、実線は制振装置１０が作動している場合を示している。本実施形態では、ビル２が揺れていて制振装置１０が作動している時の観測データを蓄積するので、実線の伝達関数が対象になる。なお、これは、非特許文献２に開示されるように、制振装置が作動していない時のビル揺れは１Ｇａｌ以下と小さく、固有振動数が振幅依存性によりずれているためである。
風外力Ｗは前述の仮定により全周波数帯域で一定倍率（αとする）であるから、これらの伝達関数Ｘ１〜Ｘ３にαを掛けた波形は、ビル変位のパワースペクトルの理論値ということになる。
【００２３】
観測データから求めたパワースペクトルＡＳは実測値であり、一方、伝達関数Ｘから求めた波形は、固有振動数をある値と仮定した時の、ビル変位のパワースペクトルの理論値Ｔｓである。そこで、実測値であるパワースペクトルＡＳの波形と、伝達関数Ｘ１、Ｘ２及びＸ３による波形の各々とを照合し、Ｘ１、Ｘ２及びＸ３の中で最も合致する波形に対応する伝達関数を求めた固有振動数を、実測値であるパワースペクトルＡＳの固有振動数と同定する。仮に、実測値であるパワースペクトルＡＳの波形が、パワースペクトルの理論値の中の図５（ｃ）の伝達関数Ｘ３にαを掛けて得られる波形と合致すれば、実測値であるパワースペクトルＡＳの固有振動数は０．２２５Ｈｚと推定する。図４（ｂ）に、合致により同定された伝達関数Ｘ３に基づく波形を、パワースペクトルＡＳ（実測値）の波形に重ねて示している。
同定された固有振動数は、最適ゲイン計算機能２６（図２）に送られる。
なお、波形同士が合致しているか否かの判定は、例えば０．１Ｈｚ〜０．４Ｈｚの限定された範囲で、両波形の偏差の２乗和が最小になれば合致していると同定することができる。
【００２４】
前述した伝達関数は、以下のようにして求められる。
図３（ｂ）に示される閉ループ同定間接法における対象範囲（破線で囲まれる範囲）において、閉ループの伝達関数Ｘは、式（１）により与えられる。この閉ループの伝達関数を定式化する。
Ｘ＝Ｈ／（１＋Ｐ・Ｋ）・Ｗ  …  （１）
【００２５】
ＨとＰの分母は共通であり、Ｈ＝Ｎｈ／Ｄ、Ｐ＝ＮＰ／Ｄと表すことができる。また、観測データは長期間蓄積されたものであるから、未知外乱ｗは白色ノイズとして扱うことができる。すなわち閉ループの伝達関数は、式（２）と表すことができる。
Ｘ＝Ｎｈ／(Ｄ ＋ＮＰ・Ｋ)・α・Ｒ   …  （２）と表すことができる。
ただし、αは定数、Ｒは振幅１の白色ノイズであり、Ｄとαは未知である。
式（２）において、左辺の出力Ｘについては、蓄積した観測データにより直接的にパワ−スペクトルを求める。また、右辺については、未知と既知が混在する中で、ＸのパワースペクトルＡＳの波形と合致する、未知のＤとのみを同定する。
【００２６】
［最適ゲイン計算機能］
次に、図６を参照して、最適ゲイン計算機能２６について説明する。
最適ゲイン計算機能２６は、自己が保持する最適ゲインテーブル２７にパラメータ同定機能２５から取得した固有振動数を照合し、最も合致性の高い制御ゲインを特定する。
最適ゲインテーブル２７の一例を図６に示す。この最適ゲインテーブル２７は、ビル２の異なる固有振動数に対応づけて最適なビル変位Ｄｂ、ビル速度Ｖｂ、マス変位Ｄｍ、マス速度Ｖｍに対応する制御ゲインが記述されたものである。例えば、ビル２の固有振動数が「Ｐ１」のときに採用すべき最適なビル変位Ｄｂ、ビル速度Ｖｂ、マス変位Ｄｍ、マス速度Ｖｍに対する制御ゲインが、Ｋ１１，Ｋ２１，Ｋ３１，Ｋ４１であることが記述されている。また、固有振動数が「Ｐｎ」のときに採用すべき最適な制御ゲインが、Ｋ１ｎ，Ｋ２ｎ，Ｋ３ｎ，Ｋ４ｎであることが記述されている。
【００２７】
最適ゲイン計算機能２６は取得した固有振動数がＰ１であれば、最適ゲインテーブル２７の中から最適な制御ゲインとして以下の選択を行う。
ビル変位Ｄｂ＝Ｋ１１  ビル速度Ｖｂ＝Ｋ２１  マス変位Ｄｍ＝Ｋ３１  マス速度Ｖｍ＝Ｋ４１
また、例えば、取得した固有振動数がＰ１とＰ２の中間値だとすれば、最適ゲイン計算機能２６は、ビル変位Ｄｂ、ビル速度Ｖｂ、マス変位Ｄｍ、マス速度Ｖｍを以下のようにして特定する。
ビル変位Ｄｂ＝（Ｋ１１＋Ｋ１２）／２    ビル速度Ｖｂ＝（Ｋ２１＋Ｋ２２）／２
マス変位Ｄｍ＝（Ｋ３１＋Ｋ３２）／２    マス速度Ｖｍ＝（Ｋ４１＋Ｋ４２）／２
最適ゲイン計算機能２６は、選択した最適な制御ゲインを保持する。
【００２８】
最適ゲイン計算機能２６は、テーブルデータ（最適ゲインテーブル２７）に代えて、近似式を保持することによって最適な制御ゲインを特定することもできる。例えば、式（３）を保持しておき、パラメータ同定機能２５から取得した固有振動数Ｐｉを、式（３）に代入することで、最適な制御ゲインを演算により特定することもできる。
K1i = f1(Pi),  K2i = f2(Pi),  K3i = f3(Pi),  K4i = f4(Pi) … （３）
【００２９】
［最適ゲイン更新機能］
次に、最適ゲイン更新機能２８について説明する。
最適ゲイン更新機能２８は、最適ゲイン計算機能２６の結果に基づいて、第１ゲイン乗算器２１〜第４ゲイン乗算器２４の各々が保持している制御ゲインＫ１ｉ〜制御ゲインＫ４ｉを書き換えて更新する。
この制御ゲインの更新には、第１形態と第２形態の二つの形態がある。
第１形態は制振装置１０の保守管理を行なうサービス員の操作に基づいて更新し、第２形態は最適ゲイン更新機能２８の指示により自動的に更新する。
【００３０】
はじめに、第１形態について説明する。
パラメータ同定機能２５、最適ゲイン計算機能２６は、各々、制御装置２０により自動的に結果を求めることができる。しかし、自動で制御ゲインを自動的に更新することが許されない場合がある。
そこで、パラメータ同定機能２５が、同定結果の履歴を蓄積するようにしておき、制振装置１０の年次点検時にサービス員が当該同定履歴をチェックするルールを設ける。サービス員は、最新（今回）に同定した固有振動数が、前回（一年前）までの固有振動数と比較して、滑らかに変化しているのか、あるいは、急峻に変化しているのかを確認する。通常、固有振動数の変化が急峻であれば、制御ゲインの更新が必要と判断することになる。サービス員の確認により、パラメータ同定の確からしさを確認し、さらに制御ゲインを更新する必要があるものと判断すれば、制振装置１０に設けられている更新釦２９（図２）を押す。この操作を受けて、最適ゲイン更新機能２８は、実際にマス駆動力Ｆを演算により求めるための乗算器２１〜２４における制御ゲインを更新する。
【００３１】
次に、第２形態ついて説明する。
第２形態は、サービス員の操作によらず、自動的に制御ゲインが更新されるが、上記の懸念が存在するために、条件を課すことができる。もちろん条件を課すことなく自動的に更新することもできる。
パラメータ同定機能２５に同定結果の履歴を蓄積するようにしておくのは、第１形態と同じであり、最適ゲイン更新機能２８は、最新に同定され固有振動数に関する情報をパラメータ同定機能２５から取得するとともに、この最新の情報と同定履歴の中の前回の固有振動数との差分を求める。この差分が予め定められた閾値を超えていれば、最適ゲイン更新機能２８は、自動的に第１ゲイン乗算器２１〜第４ゲイン乗算器２４の制御ゲインＫ１ｉ〜制御ゲインＫ４ｉを更新する。一方で、差分が予め定められた閾値以下であれば、制御ゲインＫ１ｉ〜制御ゲインＫ４ｉの更新を行なわない。
【００３２】
［効果の実証］
特定の諸元を与えたシミュレーションにより、ビル２について制振性能を求めた。結果を図７に示す。
ビル揺れによる変位Ｄを与え、本実施形態の制振装置１０の基本的な動作を行なうと、図７（ａ），（ｂ）に示すように、７％の制振性能（減衰率）が得られる。この値は、制振装置１０が設置された初期の制振性能を表している。仮に、固有振動数が−１０％だけ変化したとすると、図７（ｃ）に示すように、制振性能は７％から４％に劣化する。この固有振動数が−１０％だけ変化したものに対して、パラメータ同定機能２５、最適ゲイン計算機能２６及び最適ゲイン更新機能２８を適用すると、図７（ｄ）に示すように、制振性能が６％となり、ビル２の固有振動数の経年変化に対する減衰性能劣化を改善できることがわかる。
【００３３】
以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
パラメータ同定機能２５は、制振装置１０を構成する要素として説明したが、制振装置１０と切離して単独で利用することができる。ビル、その他の構造物の固有振動数の経年変化を特定できれば、当該構造物の劣化診断の判断要素に用いることができる。
この場合、観測データのいずれか一つを検出できるセンサと、得られた観測データを蓄積する記憶手段と、演算手段（コンピュータ）と、を最小の構成要素として備える。この演算手段は、ＦＦＴ処理により当該観測データによる実測値としてのパワースペクトルを生成するのに加えて、当該観測データに対応する理論値としてのパワースペクトルを生成し、保持する。また、この演算手段は、実測値を保持している理論値に照合して、合致する理論値の基になる固有振動数を特定する。
【００３４】
次に、本発明は、風外力Ｗを白色ノイズと仮定することが前提であるが、この前提を確保するためには、地震による揺れの成分を除くことが望ましい。地震による揺れは白色ノイズと仮定することができないため、地震揺れの成分を含んでしまうと、観測データを白色ノイズとして取り扱うことができなくなるおそれがあるからである。したがって、制振装置１０は、地震計を設けておき、パラメータ同定機能２５が、地震計で観測された揺れに関する成分（変位，速度）を、前述した観測データから除いて、実測値としてのパワースペクトルを生成することが好ましい。
【００３５】
また、制振装置１０の構成は一例であり、例えば可動マス１４は振り子方式、直動レール方式など、その方式は問わない。さらに、制御装置２０は、更新されるときを除いて、ゲインＫ１ｉ〜Ｋ４ｉを可変制御することを許容する。
【符号の説明】
【００３６】
１  地面
２  ビル
１０  制振装置
１１  ビル変位・速度計
１２  マス変位・速度計
１３  駆動モータ
１４  可動マス
２０  制御装置
２１，２２，２３，２４  ゲイン乗算器
２５  パラメータ同定機能
２６  最適ゲイン計算機能
２７  最適ゲインテーブル
２８  最適ゲイン更新機能
２９  更新釦
【図１】
2015110863.tif 000003
【図２】
2015110863.tif 000004
【図３】
2015110863.tif 000005
【図４】
2015110863.tif 000006
【図５】
2015110863.tif 000007
【図６】
2015110863.tif 000008
【図７】
2015110863.tif 000009