(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象に対して振動を付与するアクチュエータと、
前記アクチュエータに周期的な制御信号を出力する制御装置と、
前記アクチュエータによる加振力に相関する状態信号を検出する設定用センサと、
を備え、
前記制御装置は、
前記加振力に相当する目標制御信号を生成する目標生成部と、
前記目標制御信号の積分値又は微分値に相当する位相調整信号を生成する調整信号生成部と、
前記目標制御信号に対して第一重み係数を用いた調整処理を施した信号と、前記位相調整信号に対して第二重み係数を用いた調整処理を施した信号とに基づいて、前記制御信号を生成する制御信号生成部と、
を備え、
前記制御装置は、
前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定するために、
前記アクチュエータに係数決定用の第一制御信号を出力した場合において前記設定用センサにより検出された第一状態信号を取得する信号取得部と、
前記第一制御信号と前記第一状態信号とについての振幅及び位相の相違分を演算する相違分演算部と、
前記相違分に基づいて前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定する処理決定部と、
をさらに備え、
前記目標制御信号に対応する係数決定用の基準目標制御信号に基づいて前記制御信号に対応する係数決定用制御信号が生成されたと仮定し、且つ、前記係数決定用制御信号が前記アクチュエータに出力されたと仮定した場合に、前記状態信号に対応する係数決定用状態信号と前記基準目標制御信号とが一致することを第一条件とし、
前記係数決定用制御信号と前記係数決定用状態信号とについての振幅及び位相の相違分が前記相違分演算部により演算された前記相違分に一致することを第二条件とし、
前記処理決定部は、前記第一条件及び前記第二条件を満たすような前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定する、能動型制振装置。
【請求項２】
前記調整信号生成部は、前記目標制御信号に対して積分又は微分の処理を施すことにより、複数の位相調整信号を生成し、
前記制御信号生成部は、前記目標制御信号及び前記複数の位相調整信号に対して前記調整処理を施すことにより前記制御信号を生成する、請求項１に記載の能動型制振装置。
【請求項３】
前記能動型制振装置は、前記制振対象の振動を検出する制御用センサを備え、
前記目標生成部は、前記制御用センサにより検出された前記振動に基づいて前記目標制御信号を生成し、
前記制御信号生成部は、前記振動の状態に応じて異なる前記調整処理を施すことにより、前記振動の状態に応じた前記制御信号を生成する、請求項１又は２に記載の能動型制振装置。
【請求項４】
前記制御信号生成部は、
前記振動が増幅する状態の時には、積分処理の回数を少なくする前記調整処理を施し、
前記振動が増幅以外の状態の時には、積分処理の回数を多くする前記調整処理を施す、請求項３に記載の能動型制振装置。
【請求項５】
前記制御用センサは、前記制振対象の加速度を検出し、
前記目標生成部は、前記制振対象の加速度を積分することで前記目標制御信号を生成し、
前記調整信号生成部は、前記制御用センサにより検出された前記制振対象の加速度を前記位相調整信号として生成し、
前記制御信号生成部は、
前記振動が増幅する状態の時には、前記位相調整信号に対する前記第二重み係数を大きくする前記調整処理を施し、
前記振動が増幅以外の状態の時には、前記位相調整信号に対する前記第二重み係数を小さくする前記所定の調整処理を施す、請求項３に記載の能動型制振装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは、
前記制振対象に取り付けられたバネ要素と、
前記バネ要素に取り付けられ前記制振対象に対して振動するマスと、
前記マスを駆動する駆動装置と、
を備え、
前記設定用センサは、前記状態信号として前記マスの加速度を検出する、請求項１−５の何れか一項に記載の能動型制振装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、能動型制振装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、構造物の変位位置の積分値と可動マスの変位位置とが同位相で変化するように、アクチュエータを制御することが記載されている。特許文献２には、質量付加型の能動型制振装置のコントローラとして、ＤＶＦＢ（Direct Velocity Feedback）や最適レギュレータを用いることが記載されている。
【０００３】
特許文献３には、振動感知センサが感知した床振動に基づいて床振動の振動波形を予測し、振動発生装置が振動波形を相殺する逆位相の振動の指令により床を加振することが記載されている。特許文献４には、制振対象物の振動を検知するセンサの検知信号に応じて、制振対象物で発生した振動と周波数が同じで且つ位相が逆である振動を制振対象物に付与することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７５５９号公報
【特許文献２】特許第３０４０３０３号公報
【特許文献３】特開平７−３９３３号公報
【特許文献４】特開２００９−１１４８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
制振対象物を制振するためには、アクチュエータが発生する振動が、制振対象物の振動の逆位相であることが重要となる。しかし、制御装置が入力信号から制御信号を生成する際に生じる位相ずれ、及び、制御信号とアクチュエータが発生する振動との位相ずれによって、アクチュエータが発生する振動が所望の振動とならないおそれがある。そのため、従来の制振装置は、十分な制振効果を得ることができないおそれがあった。
【０００６】
本発明は、アクチュエータが発生する振動を所望の位相に一致させることができるように、制御信号の位相調整が可能となる能動型制振装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る能動型制振装置は、制振対象に対して振動を付与するアクチュエータと、
前記アクチュエータに周期的な制御信号を出力する制御装置と、前記アクチュエータによる加振力に相関する状態信号を検出する設定用センサとを備える。前記制御装置は、前記加振力に相当する目標制御信号を生成する目標生成部と、前記目標制御信号の積分値又は微分値に相当する位相調整信号を生成する調整信号生成部と、前記目標制御信号に対して第一重み係数を用いた調整処理を施した信号と、前記位相調整信号に対して第二重み係数を用いた調整処理を施した信号とに基づいて、前記制御信号を生成する制御信号生成部とを備える。
【０００８】
さらに、前記制御装置は、前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定するために、前記アクチュエータに係数決定用の第一制御信号を出力した場合において前記設定用センサにより検出された第一状態信号を取得する信号取得部と、前記第一制御信号と前記第一状態信号とについての振幅及び位相の相違分を演算する相違分演算部と、前記相違分に基づいて前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定する処理決定部とを備える。
前記目標制御信号に対応する係数決定用の基準目標制御信号に基づいて前記制御信号に対応する係数決定用制御信号が生成されたと仮定し、且つ、前記係数決定用制御信号が前記アクチュエータに出力されたと仮定した場合に、前記状態信号に対応する係数決定用状態信号と前記基準目標制御信号とが一致することを第一条件とする。
前記係数決定用制御信号と前記係数決定用状態信号とについての振幅及び位相の相違分が前記相違分演算部により演算された前記相違分に一致することを第二条件とする。
前記処理決定部は、前記第一条件及び前記第二条件を満たすような前記第一重み係数及び前記第二重み係数を決定する。
【０００９】
制御装置の制御信号生成部は、目標制御信号及び位相調整信号を用いた上で、目標制御信号及び位相調整信号に対して所定の調整処理を施すことによって制御信号を生成している。従って、制御装置は、位相調整機能を有するため、生成された制御信号を所望の位相と一致させることができる。そして、位相調整信号は、目標制御信号の積分値又は微分値に相当する。従って、位相調整信号の生成は、容易である。
【００１０】
さらに、制御装置は、信号取得部、相違分演算部、及び、処理決定部を備える。これらの構成によって、制御信号生成部が実行する所定の調整処理を容易に決定できる。特に、処理決定部は、位相調整信号が目標制御信号の積分値又は微分値に相当する信号であることから、所定の調整処理を容易に且つ確実に決定できる。そして、決定された所定の調整処理は、制御装置が目標制御信号から制御信号を生成する際に生じる位相ずれ、及び、制御信号とアクチュエータが発生する位相ずれを考慮した処理となる。その結果、アクチュエータが発生する振動が所望の位相と一致させることができ、確実に制振効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】能動型制振装置の構成を示す図である。
【図２】制振制御時における第一実施形態の制御装置の構成を示す図である。
【図３】設定時における制御装置の構成を示す図である。
【図４】係数β、γの設定処理において各信号の関係を示す図である。
【図５】制振制御時における第二実施形態の制御装置の構成を示す図である。
【図６】制振制御時における第三実施形態の制御装置の構成を示す図である。
【図７】制振制御時における第四実施形態の制御装置の構成を示す図である。
【図８】制振制御時における第五実施形態の制御装置の構成を示す図である。
【図９】制振対象の振動波形を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第一実施形態＞
（１−１．能動型制振装置１の構成）
能動型制振装置１の構成について、図１を参照して説明する。能動型制振装置１による制振対象２は、例えば、棒材、板材、その他の種々の部材である。本実施形態においては、図１に示すように、制振対象２は、棒材を例にあげる。制振対象２としての棒材は、両端が単純支持されており、撓み変形する。
【００１３】
能動型制振装置１は、アクチュエータ１０、制御用センサ２０、設定用センサ３０、制御装置４０、増幅回路５０（Ａｍｐとも称する）を備える。アクチュエータ１０は、制振対象２に取り付けられ、制振対象２に対して振動を付与する。アクチュエータ１０は、振動を発生する構成であれば、種々の構成を適用できる。
【００１４】
本実施形態においては、アクチュエータ１０は、バネ要素１１、マス１２、及び、駆動装置１３を備える。バネ要素１１は、金属バネ、エラストマーなど種々の材料を適用できる。マス１２は、バネ要素１１に取り付けられ、制振対象２に対して振動する。そして、マス１２の振動とバネ要素１１の弾性変形によって、制振対象２に振動が付与される。駆動装置１３は、マス１２を能動的に振動させる。駆動装置１３は、例えば、ソレノイドやボイスコイルなどを適用できる。
【００１５】
制御用センサ２０は、アクチュエータ１０による制振制御を行う際に、制振対象２の振動を検出する。つまり、制御用センサ２０により検出される振動は、アクチュエータ１０の制御に用いられる。制御用センサ２０は、制振対象２の振動加速度、振動速度、及び、振動変位の何れかを検出するセンサである。本実施形態においては、制御用センサ２０は、制振対象２の振動加速度を検出するセンサを用いる。
【００１６】
設定用センサ３０は、制御装置４０の設定処理に用いるセンサである。つまり、設定用センサ３０は、制振制御に用いるセンサではない。設定用センサ３０は、アクチュエータ１０による加振力に相関する状態信号を検出する。加振力に相関する状態信号は、マス１２の加速度、速度及び変位の何れか、又は、アクチュエータ１０による加振力そのものである。つまり、設定用センサ３０は、加速度センサ、速度センサ、変位センサ、荷重センサなどを適宜適用できる。
【００１７】
制御装置４０は、アクチュエータ１０に周期的な制御信号を出力する。制御装置４０は、制振対象２の制振制御を行う際には、制御用センサ２０の検出値を入力することにより、制御信号を生成する。一方、制御装置４０は、制御装置４０自身の設定の際には、設定用センサ３０の検出値を入力する。なお、制御装置４０による制御信号の生成処理、制御装置４０自身の設定処理については、後述する。増幅回路５０は、制御装置４０により出力された制御信号を増幅して、アクチュエータ１０の駆動装置１３に駆動電力を供給する。
【００１８】
（１−２．制振制御時における制御装置４０の構成）
制振制御時における制御装置４０の構成について、図２を参照して説明する。制御装置４０は、目標生成部４１、調整信号生成部４２及び制御信号生成部４３を備える。
【００１９】
目標生成部４１は、アクチュエータ１０による加振力に相当する目標制御信号Ｙ１を生成する。ここで、目標制御信号Ｙ１は、周期的な信号であって、マス１２の加速度の目標値である。目標生成部４１は、制御用センサ２０により検出された制振対象２の振動信号を入力する入力部４１ａと、入力した振動信号を積分して目標制御信号Ｙ１を生成する積分器４１ｂとを備える。そして、制御用センサ２０は、加速度センサであるため、制振対象２の振動加速度を検出する。つまり、本実施形態においては、目標制御信号Ｙ１は、制振対象２の振動加速度信号の１回積分値に相当する信号、すなわち、制振対象２の振動速度に相当する。
【００２０】
調整信号生成部４２は、目標制御信号Ｙ１に対して位相調整を行うための位相調整信号Ｙａを生成する。本実施形態においては、調整信号生成部４２は、目標制御信号Ｙ１を積分して位相調整信号Ｙａを生成する積分器４２ａを備える。つまり、位相調整信号Ｙａは、マス１２の速度成分に相当する。そして、位相調整信号Ｙａは、目標制御信号Ｙ１を積分した信号であるため、目標制御信号Ｙ１に対して９０°の位相ずれの信号となる。
【００２１】
制御信号生成部４３は、目標制御信号Ｙ１及び位相調整信号Ｙａに対して調整処理を施すことにより制御信号Ｙ２を生成する。制御信号生成部４３は、係数βの乗算器４３ａ、係数γの乗算器４３ｂ、及び、出力部４３ｃを備える。係数βの乗算器４３ａは、目標制御信号Ｙ１に対して係数βを乗算する。係数γの乗算器４３ｂは、位相調整信号Ｙａに対して係数γを乗算する。出力部４３ｃは、係数βの乗算器４３ａの出力信号と係数γの乗算器４３ｂの出力信号の和を生成し、増幅回路５０に出力する。
【００２２】
つまり、制御信号Ｙ２は、式（１）により表される。制御信号生成部４３による調整処理とは、目標制御信号Ｙ１に係数βを乗算し、位相調整信号Ｙａに係数γを乗算すると共に、これらを加算する処理である。つまり、調整処理は、目標制御信号Ｙ１と位相調整信号Ｙａの割合を調整して、これらを加算する処理となる。言い換えると、調整処理は、目標制御信号Ｙ１の位相を変化させる処理に相当する。位相調整信号Ｙａの割合を大きくするほど、目標制御信号Ｙ１の位相の変化量が大きくなる。
【００２３】
【数１】
0006706122.tif 000002
【００２４】
（１−３．設定時における制御装置４０の機能）
次に、設定時における制御装置４０の構成について、図３及び図４を参照して説明する。制御装置４０は、制御信号生成部４３における係数β及び係数γの設定処理を行う。制御装置４０は、第一制御信号生成部４４、第一状態信号取得部４５、相違分演算部４６、基準目標信号生成部４７、処理決定部４８、制御信号生成部４３（図２にも示す）を備える。
【００２５】
第一制御信号生成部４４は、任意に設定された第一制御信号Ｙ３を生成する。第一制御信号Ｙ３は、式（２）により表される。第一制御信号Ｙ３は、例えば、正弦波で、位相成分を有しない信号とする。そして、第一制御信号生成部４４は、第一制御信号Ｙ３を、増幅回路５０を介してアクチュエータ１０に出力する。
【００２６】
【数２】
0006706122.tif 000003
【００２７】
ここで、第一制御信号Ｙ３が出力されたアクチュエータ１０は、加振する。そうすると、設定用センサ３０が、アクチュエータ１０による加振力に相関する第一状態信号Ｙ４、すなわちマス１２の加速度としての第一状態信号Ｙ４を検出する。そうすると、第一状態信号取得部４５は、第一制御信号Ｙ３がアクチュエータ１０に出力された場合において、設定用センサ３０により検出された第一状態信号Ｙ４を取得する。第一状態信号Ｙ４は、式（３）により表される。
【００２８】
【数３】
0006706122.tif 000004
【００２９】
相違分演算部４６は、第一制御信号Ｙ３と第一状態信号Ｙ４とについての振幅及び位相の相違分を演算する。つまり、図４の上段に示すように、第一状態信号Ｙ４は、第一制御信号Ｙ３に対して、振幅が（Ｑ／Ｐ）倍となり、位相が（＋φ）だけずれている。
【００３０】
基準目標信号生成部４７は、任意の基準目標制御信号Ｙ５を生成する。基準目標制御信号Ｙ５は、図２に示す目標生成部４１により生成される目標制御信号Ｙ１に相当する。ここで、基準目標制御信号Ｙ５は、式（４）により表される。
【００３１】
【数４】
0006706122.tif 000005
【００３２】
処理決定部４８は、相違分演算部４６により演算された相違分と、基準目標制御信号Ｙ５とに基づいて、制御信号生成部４３による調整処理に用いられる係数β及び係数γを決定する。
【００３３】
ここで、処理決定部４８による係数β及び係数γの決定方法について、詳細に説明する。図４に示すように、基準目標制御信号Ｙ５に基づいて生成された制御信号Ｙ６は、式（５）のように表される。式（５）の第一式は、上述した式（１）と同様である。式（５）の第一式を展開すると、制御信号Ｙ６は、第二式のように表される。
【００３４】
【数５】
0006706122.tif 000006
【００３５】
次に、アクチュエータ１０の加振力、すなわちマス１２の加速度が、基準目標制御信号Ｙ５に一致することが理想状態である。そこで、両者が一致するような、調整処理に用いられる係数β及び係数γを決定する。そこで、図４の下欄に示すように、基準目標制御信号Ｙ５に基づいて生成された制御信号Ｙ６をアクチュエータ１０に出力した場合において、設定用センサ３０により検出される状態信号Ｙ７が、基準目標制御信号Ｙ５に一致するものとする。つまり、状態信号Ｙ７は、式（６）のように表される。式（６）の右辺が、式（４）の右辺と一致する。
【００３６】
【数６】
0006706122.tif 000007
【００３７】
ここで、第一制御信号Ｙ３と第一状態信号Ｙ４との相違分は、上述したように予め把握できている。つまり、図４の上段に示すように、第一状態信号Ｙ４は、第一制御信号Ｙ３に対して、振幅が（Ｑ／Ｐ）倍となり、位相が（＋φ）だけずれている。そして、制御信号Ｙ６と、状態信号Ｙ７との関係も同様となるものとする。そうすると、制御信号Ｙ６は、状態信号Ｙ７に対して、振幅が（Ｐ／Ｑ）倍となり、位相が（−φ）だけずれている。従って、制御信号Ｙ６は、式（７）の第一式のように表される。式（７）の第一式を展開すると、第二式のように表される。
【００３８】
【数７】
0006706122.tif 000008
【００３９】
式（５）の第二式と式（７）の第二式とを比較すると、第一項は共にｓｉｎ（ωｔ＋θ）を有しており、第二項は共にｃｏｓ（ωｔ＋θ）を有している。そこで、式（５）の第二式と式（７）の第二式において、第一項同士の関係と、第二項同士の関係とから、式（８）の関係を導き出すことができる。
【００４０】
【数８】
0006706122.tif 000009
【００４１】
このようにして、処理決定部４８は、係数β及び係数γを決定することができる。決定された係数β及び係数γは、制御信号生成部４３にて設定される。ここで、係数β、γは、上記導出方法より、制御装置４０の設定処理において、基準目標制御信号Ｙ５と状態信号Ｙ７とが一致する関係となるような係数である。つまり、制御装置４０による制振制御において、目標制御信号Ｙ１とマス１２の加速度が一致するような制御信号Ｙ２が生成されることになる。従って、係数β、γを用いて調整された制御信号Ｙ２によって駆動されたアクチュエータ１０は、所望の位相と一致するような加振力を発生することができる。
【００４２】
＜２．第二実施形態＞
制振制御時における第二実施形態の制御装置１４０の構成について、図５を参照して説明する。制御装置１４０は、調整信号生成部１４４、目標生成部１４１、制御信号生成部１４３を備える。なお、第一実施形態と同一構成については、同一符号を付す。
【００４３】
調整信号生成部１４４は、制御用センサ２０により検出された制振対象２の振動信号を入力する入力部１４４ａを備える。調整信号生成部１４４は、入力した信号そのものを位相調整信号Ｙｂとする。位相調整信号Ｙｂは、目標制御信号Ｙ１に対する微分値に相当する。つまり、位相調整信号Ｙｂは、マス１２の加加速度成分に相当する。目標生成部１４１は、入力部１４４ａに入力した振動信号（位相調整信号Ｙｂ）を積分して目標制御信号Ｙ１を生成する積分器１４１ａを備える。
【００４４】
制御信号生成部１４３は、目標制御信号Ｙ１及び位相調整信号Ｙｂに対して調整処理を施すことにより制御信号Ｙ１２を生成する。制御信号生成部１４３は、係数βの乗算器４３ａ、係数αの乗算器１４３ｄ及び出力部１４３ｃを備える。係数βの乗算器４３ａは、目標制御信号Ｙ１に対して係数βを乗算する。係数αの乗算器１４３ｄは、位相調整信号Ｙｂに対して係数αを乗算する。出力部１４３ｃは、係数βの乗算器４３ａの出力信号と係数αの乗算器１４３ｂの出力信号の和を生成し、増幅回路５０に出力する。
【００４５】
制御信号Ｙ１２は、式（９）により表される。この場合、第一実施形態の制御装置４０による係数β及び係数γの設定処理と同様の考え方により、係数β及び係数αは、式（１０）に示すように決定される。
【００４６】
【数９】
0006706122.tif 000010
【００４７】
【数１０】
0006706122.tif 000011
【００４８】
＜３．第三実施形態＞
制振制御時における第三実施形態の制御装置２４０の構成について、図６を参照して説明する。制御装置２４０は、第一調整信号生成部１４４、目標生成部１４１、第二調整信号生成部４２、制御信号生成部２４３を備える。なお、第一、第二実施形態と同一構成については、同一符号を付す。
【００４９】
目標生成部１４１が、目標制御信号Ｙ１を生成し、第一調整信号生成部１４４が、第一位相調整信号Ｙｂを生成し、第二調整信号生成部４２が、第二位相調整信号Ｙａを生成する。制御信号生成部２４３は、目標制御信号Ｙ１、第一位相調整信号Ｙｂ及び第二位相調整信号Ｙａに対して構成処理を施すことにより制御信号Ｙ２２を生成する。
【００５０】
制御信号生成部２４３は、係数βの乗算器４３ａ、係数αの乗算器１４３ｄ、係数γの乗算器４３ｂ及び出力部２４３ｃを備える。係数βの乗算器４３ａは、目標制御信号Ｙ１に対して係数βを乗算する。係数αの乗算器１４３ｄは、第一位相調整信号Ｙｂに対して係数αを乗算する。係数γの乗算器４３ｂは、第二位相調整信号Ｙａに対して係数γを乗算する。出力部１４３ｃは、係数βの乗算器４３ａの出力信号、係数αの乗算器１４３ｂの出力信号及び係数γの乗算器４３ｂの出力信号の和を生成し、増幅回路５０に出力する。
【００５１】
このとき、制御信号Ｙ２２は、式（１１）により表される。この場合、第一実施形態の制御装置４０による係数β及び係数γの設定処理と同様の考え方により、係数β、係数α及び係数γを導き出すことができる。ただし、係数αと係数γの条件を予め設定しておく必要がある。条件とは、例えば、係数αと係数γを同値とするなどである。
【００５２】
【数１１】
0006706122.tif 000012
【００５３】
＜４．第四実施形態＞
制振制御時における第四実施形態の制御装置３４０の構成について、図７を参照して説明する。本実施形態においては、能動型制振装置１は、第一制御用センサ１２０と、第二制御用センサ２２０とを備える。ここで、第一制御用センサ１２０は、制振対象２の振動速度を検出する。第二制御用センサ２２０は、制振対象２の振動加速度を検出する。
【００５４】
制御装置３４０は、目標生成部３４１、第五調整信号生成部３４２、及び、制御信号生成部１４３を備える。なお、上記実施形態と実質的に同一構成については、同一符号を付す。目標生成部３４１は、第一制御用センサ１２０により検出された制振対象２の振動加速度を入力して、目標制御信号Ｙ１を生成する入力部３４１ａを備える。第五調整信号生成部３４２は、第二制御用センサ２２０により検出された制振対象２の振動速度を入力して、第五位相調整信号Ｙｂを生成する入力部３４２ａを備える。
【００５５】
制御信号生成部１４３は、目標制御信号Ｙ１及び第五位相調整信号Ｙｂに対して調整処理を施すことにより制御信号Ｙ１２を生成する。制御信号生成部１４３は、係数βの乗算器４３ａ、係数αの乗算器１４３ｂ、及び、出力部１４３ｃを備える。係数βの乗算器４３ａは、目標制御信号Ｙ１に対して係数βを乗算する。係数αの乗算器１４３ｂは、第五位相調整信号Ｙｂに対して係数αを乗算する。出力部１４３ｃは、係数βの乗算器４３ａの出力信号と係数αの乗算器１４３ｄの出力信号の和を生成し、増幅回路５０に出力する。
【００５６】
＜５．第五実施形態＞
第五実施形態の制御装置４４０の構成について、図８−図９を参照して説明する。本実施形態の制御装置４４０は、第二実施形態の制御装置２４０に対して、さらに切替部４４５を備える。
【００５７】
ここで、制御信号生成部２４３は、係数βの乗算器４３ａ、係数γの乗算器４３ｂ、係数αの乗算器１４３ｄ及び出力部２４３ｃを備える。ただし、各乗算器４３ａ，４３ｂ，１４３ｄが記憶する係数β、γ、αは、切替部４４５によって変更可能である。具体的には、切替部４４５は、制御用センサ２０により検出される制振対象２の振動を取得して、振動が増幅時（図９のＴ１）であるか、振動が増幅以外（図９のＴ２）であるかを判定する。なお、振動が増幅以外とは、振動が減衰時、及び、振動が定常時を含む。
【００５８】
振動が増幅時（図９のＴ１）の場合には、切替部４４５は、制御信号生成部２４３が積分処理の回数を少なくする調整処理を施すように、係数β、γ、αを切り替える。例えば、切替部４４５は、係数γをゼロとする。その結果、制御信号Ｙ２２は、係数γの乗算器４３ｂの処理の影響を全く受けない。つまり、この場合の制御信号生成部２４３は、第二実施形態の制御信号生成部１４３と同様の動作を行うことになる。
【００５９】
一方、振動が増幅以外（図９のＴ２）の場合には、切替部４４５は、制御信号生成部２４３が積分処理の回数を多くする調整処理を施すように、係数β、γ、αを切り替える。例えば、切替部４４５は、係数αをゼロとする。その結果、制御信号Ｙ２２は、係数αの乗算器１４３ｄの処理の影響を全く受けない。つまり、この場合の制御信号生成部２４３は、第一実施形態の制御信号生成部４３と同様の動作を行うことになる。これにより、振動が増幅時には、応答性の良好な処理を行うことができると共に、振動が増幅以外の時には、安定性の良好な処理を行うことができる。
【００６０】
また、上記の他に、切替部４４５は、制振対象２の加速度に相当する第一位相調整信号Ｙｂの重み係数に相当する係数αのみを変更することもできる。具体的には、切替部４４５は、振動が増幅時（図９のＴ１）の場合に、係数αを大きくする。一方、切替部４４５は、振動が増幅以外（図９のＴ２）の場合に、係数αを小さくする。この場合にも上記と同様の効果を奏する。
【００６１】
＜６．実施形態の効果＞
第一実施形態−第五実施形態の能動型制振装置１は、制振対象２に対して振動を付与するアクチュエータ１０と、アクチュエータ１０に周期的な制御信号を出力する制御装置４０，１４０，２４０，３４０，４４０と、アクチュエータ１０による加振力に相関する状態信号を検出する設定用センサ３０とを備える。
【００６２】
制御装置４０，１４０，２４０，３４０，４４０は、加振力に相当する目標制御信号Ｙ１を生成する目標生成部４１，１４１，３４１と、目標制御信号Ｙ１の積分値又は微分値に相当する位相調整信号Ｙａ，Ｙｂを生成する調整信号生成部４２，１４４，３４２と、目標制御信号Ｙ１及び位相調整信号Ｙａ，Ｙｂに対して所定の調整処理を施すことにより制御信号Ｙ２，Ｙ１２，Ｙ２２を生成する制御信号生成部４３，１４３，２４３とを備える。
【００６３】
さらに、制御装置４０，１４０，２４０，３４０，４４０は、アクチュエータ１０に第一制御信号Ｙ３を出力した場合において設定用センサ３０により検出された第一状態信号Ｙ４を取得する第一状態信号取得部４５と、第一制御信号Ｙ３と第一状態信号Ｙ４とについての振幅及び位相の相違分を演算する相違分演算部４６と、相違分に基づいて所定の調整処理を決定する処理決定部４８とを備える。
【００６４】
制御装置４０，１４０，２４０，３４０，４４０の制御信号生成部４３，１４３，２４３は、目標制御信号Ｙ１及び位相調整信号Ｙａ，Ｙｂを用いた上で、目標制御信号Ｙ１及び位相調整信号Ｙａ，Ｙｂに対して所定の調整処理を施すことによって制御信号Ｙ２，Ｙ１２，Ｙ２２を生成している。従って、制御装置４０，１４０，２４０，３４０，４４０は、位相調整機能を有するため、生成された制御信号Ｙ２，Ｙ１２，Ｙ２２を所望の位相と一致させることができる。そして、位相調整信号Ｙａ，Ｙｂは、目標制御信号Ｙ１の積分値又は微分値に相当する。従って、位相調整信号Ｙａ，Ｙｂの生成は、容易である。
【００６５】
さらに、制御装置４０，１４０，２４０，３４０，４４０は、第一状態信号取得部４５、相違分演算部４６、及び、処理決定部４８を備える。これらの構成によって、制御信号生成部４３，１４３，２４３が実行する所定の調整処理を容易に決定できる。特に、処理決定部４８は、位相調整信号Ｙａ，Ｙｂが目標制御信号Ｙ１の積分値又は微分値に相当する信号であることから、所定の調整処理を容易に且つ確実に決定できる。そして、決定された所定の調整処理は、制御装置４０，１４０，２４０，３４０，４４０が目標制御信号Ｙ１から制御信号Ｙ２，Ｙ１２，Ｙ２２を生成する際に生じる位相ずれ、及び、制御信号Ｙ２，Ｙ１２，Ｙ２２とアクチュエータ１０が発生する位相ずれを考慮した処理となる。その結果、アクチュエータ１０が発生する振動が所望の位相と一致させることができ、確実に制振効果を発揮できる。
【００６６】
また、処理決定部４８は、基準目標制御信号Ｙ５に基づいて制御信号Ｙ６が生成され、且つ、生成された制御信号Ｙ６がアクチュエータ１０に出力された場合に、設定用センサ３０により検出される状態信号Ｙ７と基準目標制御信号Ｙ５とが一致するような所定の調整処理を決定する。
【００６７】
これにより、制御装置４０による制振制御において、目標制御信号Ｙ１とマス１２の加速度が一致するような制御信号Ｙ２が生成されることになる。従って、係数β、γを用いて調整された制御信号Ｙ２によって駆動されたアクチュエータ１０は、所望の位相と一致するような加振力を発生することができる。
【００６８】
また、第三実施形態、第四実施形態及び第五実施形態の制御装置２４０，３４０，４４０においては、調整信号生成部４２，１４４は、目標制御信号Ｙ１に対して積分又は微分の処理を施すことにより、複数の位相調整信号Ｙａ，Ｙｂを生成し、制御信号生成部２４３は、目標制御信号Ｙ１及び複数の位相調整信号Ｙａ，Ｙｂに対して所定の調整処理を施すことにより制御信号Ｙ２２を生成する。このように、複数の位相調整信号Ｙａ，Ｙｂを用いることで、振動状態に応じて適切な調整処理とすることができる。
【００６９】
また、第五実施形態の能動型制振装置１は、制振対象２の振動を検出する制御用センサ２０を備える。そして、目標生成部１４１は、制御用センサ２０により検出された振動に基づいて目標制御信号Ｙ１を生成する。制御信号生成部２４３は、振動の状態に応じて異なる所定の調整処理を施すことにより、振動の状態に応じた制御信号Ｙ２２を生成する。これにより、制振対象２の振動状態に応じた適切な調整処理を行うことができる。その結果、高い制振効果を得ることができる。
【００７０】
より詳細には、制御信号生成部２４３は、振動が増幅する状態の時には、積分処理の回数を少なくする調整処理を施し、振動が増幅以外の状態の時には、積分処理の回数を多くする調整処理を施すようにした。これにより、振動が増幅時には、応答性の良好な処理を行うことができると共に、振動が増幅以外の時には、安定性の良好な処理を行うことができる。
【００７１】
また、第五実施形態においては、制御用センサ２０は、制振対象２の加速度を検出し、目標生成部１４１は、制振対象２の加速度を積分することで目標制御信号Ｙ１を生成し、第一調整信号生成部１４４は、制御用センサ２０により検出された制振対象２の加速度を第一位相調整信号Ｙｂとして生成する。制御信号生成部２４３は、振動が増幅する状態の時には、第一位相調整信号Ｙｂの重み係数に相当する係数αを大きくする調整処理を施し、振動が増幅以外の状態の時には、第一位相調整信号Ｙｂの重み係数に相当する係数αを小さくする調整処理を施す。この場合にも上記と同様の効果を奏する。
【００７２】
また、第一実施形態−第五実施形態の能動型制振装置１において、アクチュエータ１０
は、制振対象２に取り付けられたバネ要素１１と、バネ要素１１に取り付けられ制振対象２に対して振動するマス１２と、マス１２を駆動する駆動装置１３とを備える構成とした。そして、設定用センサ３０は、状態信号としてマス１２の加速度を検出する。これにより、設定用センサ３０は、アクチュエータ１０による加振力に相関する状態信号を確実に且つ容易に取得できる。その結果、制御信号生成部４３，１４３，２４３における調整処理を、より適切に決定できる。
【符号の説明】
【００７３】
１：能動型制振装置、  ２：制振対象、  １０：アクチュエータ、  １１：バネ要素、  １２：マス、  １３：駆動装置、  ２０，１２０，２２０：制御用センサ、  ３０：設定用センサ、  ４０，１４０，２４０，３４０，４４０：制御装置、  ４１，１４１，３４１：目標生成部、  ４２，１４４，３４２：調整信号生成部、  ４３，１４３，２４３：制御信号生成部、  ４４：第一制御信号生成部、  ４５：第一状態信号取得部、  ４６：相違分演算部、  ４７：基準目標信号生成部、  ４８：処理決定部、  ５０：増幅回路、  ４４５：切替部、  Ｙ１：目標制御信号、  Ｙ２，Ｙ１２，Ｙ２２：制御信号、  Ｙ３：第一制御信号、  Ｙ４：第一状態信号、  Ｙ５：基準目標制御信号、  Ｙ６：制御信号、  Ｙ７：状態信号、  Ｙａ，Ｙｂ：位相調整信号、  α，β，γ：係数
【図１】
0006706122.tif 000013
【図２】
0006706122.tif 000014
【図３】
0006706122.tif 000015
【図４】
0006706122.tif 000016
【図５】
0006706122.tif 000017
【図６】
0006706122.tif 000018
【図７】
0006706122.tif 000019
【図８】
0006706122.tif 000020
【図９】
0006706122.tif 000021