(57)【要約】【課題】  大入力時にも可動マスが許容ストローク範囲内で往復できるようにする。【解決手段】  地上構造物１ａ上に、アクチュエータ８により往復駆動できる可動マス３を設ける。地上構造物１ａに加速度センサ９ａを設け、アクチュエータ８に、可動マス３の変位を検出するための可動マス変位検出センサ１１を設ける。加速度センサ９ａ及び可動マス変位センサ１１からの入力信号を基に可動マス３への変位指令ｃを許容ストローク範囲内に収まるように求める制振制御部１２と、変位指令ｃ及び可動マス変位センサ１１からの入力を基にアクチュエータ８ヘ駆動指令を発する変位制御系１３を備える。地上構造物１ａに揺れが生じると、変位制御系１３からの駆動指令によりアクチュエータ８を駆動して、可動マス３に制振制御部１２からの変位指令ｃに応じた往復駆動を行わせることで、地上構造物１ａの制振を行わせる。【選択図】図１
2007239942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制振対象構造物の揺れに応じて該制振対象構造物に設けた可動マスをアクチュエータにて所要の位相で往復駆動することにより上記制振対象構造物の揺れを減衰させるようにしてある能動型制振方法において、制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための上記可動マスの変位を与える変位指令を求め、該変位指令に基づいて上記アクチュエータを駆動することにより可動マスを往復駆動させるようにすることを特徴とする能動型制振方法。
【請求項２】
制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための上記可動マスの変位を与える変位指令を求めるときに、求められる変位指令に対して可変ゲイン制御とリミッタ制御を行うようにする請求項１記載の能動型制振方法。
【請求項３】
制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための可動マスの変位を与えるよう導かれる変位指令と、アクチュエータにより駆動される可動マスの実変位が一致するようフィードバック制御を行うと共に、上記変位指令に基づいて導く上記可動マスの速度指令と、上記アクチュエータにより駆動される可動マスの実変位を微分することにより求められる可動マスの実速度が一致するようにフィードバック制御を行うようにする請求項１又は２記載の能動型制振方法。
【請求項４】
制振対象構造物上に所要方向に往復移動可能に設けた可動マスと、該可動マスを往復駆動するためのアクチュエータと、制振対象構造物の揺れを検知する揺れ検知センサと、上記可動マスの変位を検知する可動マス変位センサと、制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるために上記可動マスへ与えるべき変位指令を求める制振制御部と、該制振制御部より発せられる変位指令に基づいて上記アクチュエータへ駆動指令を発する変位制御系とを備えてなる構成を有することを特徴とする能動型制振装置。
【請求項５】
制振制御部を、制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための上記可動マスの変位を与える変位指令を求めるときに、求められる変位指令に対して可変ゲイン制御とリミッタ制御を行う機能を有するものとした請求項４記載の能動型制振装置。
【請求項６】
変位制御系を、制振制御部より発せられる変位指令に基づいて上記可動マスの速度指令を導いた後、該速度指令に基づいてアクチュエータへの力指令を導く機能を有し、更に、上記制振制御部より発せられる変位指令と、アクチュエータにより駆動される可動マスの実変位が一致するようフィードバック制御を行うと共に、上記制振制御部からの変位指令に基づいて求める可動マスの速度指令と、上記アクチュエータにより駆動される可動マスの実変位を微分することにより求められる可動マスの実速度が一致するようにフィードバック制御を行う機能を有するものとした請求項４又は５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、ビルや吊橋のタワー等の地上構造物、あるいは、船舶やバージ、その他浮体等の海洋構造物等の制振対象構造物に設置して、該制振対象構造物の揺れに応じて可動マスを所要のアクチュエータで往復駆動することにより上記制振対象構造物の制振を行う能動型制振方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記各種地上構造物が風荷重や地震により揺れを生じたときに、その振幅、振動を速やかに減衰させるための制振装置、あるいは、上記各種海洋構造物の風波による揺動を抑えるための制振装置（減揺装置）として従来提案されているものの一つに、マス・ダンパ形式の制振装置がある。
【０００３】
上記マス・ダンパ形式の制振装置は、上記各種地上構造物や各種海洋構造物の如き制振対象構造物の上部に、所要質量の可動マスを、制振を望む方向に沿って往復移動可能に設けてなる構成として、該可動マスを、制振対象構造物の揺れに応じて往復移動させることにより該制振対象構造物の制振を行うようにしてあるものであり、上記可動マスの往復移動を、制振対象構造物との力学的バランスを利用して自然に行わせるようにしてある受動型（パッシブ式）のものと、外部からの供給エネルギーを利用して可動マスを往復駆動する能動型のものがある。
【０００４】
上記受動型（パッシブ式）制振装置は、図７にその装置構成の概念図を示す如く、制振対象構造物１上に、該制振対象構造物１が揺れる方向と平行にガイドレール２を敷設し、所要質量の錘である可動マス（制振体）３を、上記ガイドレール２に沿って水平方向に往復移動できるように、たとえば、車輪４を介して載置する。又、上記可動マス３の移動方向の一端側の制振対象構造物１上に設置した支持フレーム５と上記可動マス３との間に、ばね６を介装するよう設けて、該ばね６により設定される所要の固有振動数で上記可動マス３が往復移動できるようにする。更に、上記可動マス３の運動エネルギーを減衰させるためのダンパ７を、上記支持フレーム５と可動マス３との間に介装させて設けてなる構成としてある。これにより、制振対象構造物１に揺れが発生すると、上記可動マス３が上記制振対象構造物１の揺れに対して９０度の位相遅れで反復的に往復移動させられるようになり、該制振対象構造物１の揺れが抑えられるようになる。
【０００５】
一方、上記能動型の制振装置としては、アクティブ式とハイブリッド式のものが知られている。このうちアクティブ式制振装置は、図８にその装置構成の概念図を示す如く、上記図７に示したパッシブ式制振装置と同様の構成において、制振対象構造物１上の支持フレーム５と可動マス３との間に、ばね６とダンパ７とを介装して設けてなる構成に代えて、上記支持フレーム５と可動マス３との間に、電動あるいは油圧のモータやシリンダ等により駆動される所要のアクチュエータ８を介装するよう設ける。更に、上記制振対象構造物１の揺れを検知するための揺れ検知センサ９と、該揺れ検知センサ９からの入力信号に基づいて上記アクチュエータ８へ駆動指令を与える制御装置１０とを備えてなる構成としてある。これにより、上記揺れ検知センサにて制振対象構造物１に揺れが検知されると、制御装置１０より上記アクチュエータ８へ直ちに駆動指令を発して、該アクチュエータ８により上記可動マス３を制振対象構造物１の揺れに対して９０度の位相遅れで速やかに往復駆動することによって、該可動マス３の慣性力を上記制振対象構造物１へ作用させて該制振対象構造物１の揺れを抑えるようにしてある。
【０００６】
又、上記ハイブリッド式制振装置は、図９にその装置構成の概念図を示す如く、図７に示したパッシブ式制振装置と同様の構成において、上記支持フレーム５と可動マス３との間に、ばね６とダンパ７に加えて、図８に示したアクチュエータ８と同様に可動マス３を往復駆動するアクチュエータ８を設け、更に、制振対象構造物１の揺れ検知センサ９と、該揺れ検知センサ９からの入力信号に基づいて上記アクチュエータ８へ駆動指令を与える制御装置１０を備えてなる構成としたものである。これにより、上記ハイブリッド式制振装置によれば、制振対象構造物１に揺れが発生するときに、上記アクチュエータ８により可動マス３を能動的に往復駆動させることで、アクティブ方式と同等の制振装置が得られる機能に加えて、パッシブ式制振装置を組み合わせたことで供給エネルギーを低減できるとされている。
【０００７】
なお、上記図７に示したパッシブ式制振装置及び図９に示したハイブリッド式制振装置においては、制振対象構造物１の揺れエネルギーを利用して可動マス３を往復移動できるようにするための別の構成として、機械的なばね６の制約を受けることなく可動マス３の固有振動数を設定できるようにするために、たとえば、ガイドレール２を所要の曲率半径の円弧状に形成して、該ガイドレール２上に可動マス３を走行自在に載置したり、可動マス３の底面を所要の曲率半径の円弧状に形成して、制振対象構造物１上に離隔させて設置した２つの支持ローラ上に揺動自在に載置したり、可動マス３の底面を所要角度のＶ字状に形成して、制振対象構造物１上に離隔させて設置した２つの支持ローラ上に揺動自在に載置したり、可動マス３を所要の支持フレームより吊り下げる構成として、可動マス３を振り子のように単弦振動させるようにすることも考えられてきている。
【０００８】
ところで、上述したアクティブ式やハイブリッド式のような能動型制振装置にて、制振対象構造物１の揺れに応じてアクチュエータ８により可動マス３を能動的に往復駆動させるときの制御系の設計は、力学的観点から運動方程式を用いて、アクチュエータ８により可動マス３を制御する力を求めることが一般に行われている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００９】
又、本発明者と共同研究者等は、能動型制振装置であるハイブリッド式制振装置において、可動マス３の制振対象構造物１に対する相対変位を基に、所要の制御則に基づいて可動マスの位置制御（変位制御）を行うことにより、制振対象構造物１の制振を行うことについての発表を行っている（たとえば、非特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】特許２８４１４８８号公報
【非特許文献１】谷田、小池、牟田口、宇野，「アクティブとパッシブを組合せたハイブリッド式制振装置の開発」，日本機会学会論文集，平成３年２月，５７巻，５３４号，Ｃ編，ｐ．１４３−１４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、上述したように、能動型制振装置におけるアクチュエータ８の制御系の設計は、力学的観点から運動方程式を用いているためにアクチュエータ８の可動マス３に対する作用は制御力によって表現されている。そのため、従来は、実際のアクチュエータ８の制御においても力を指令値で与える力制御、若しくは、アクチュエータ８がモータの場合には、該モータにて発生させるトルクを制御するトルク制御が用いられてきている。
【００１２】
ところで、上記可動マス３を用いた制振装置では、該可動マス３の移動をガイドするガイドレール２の両端付近に図示しないストッパ（バッファ）を設ける等して、可動マス３を往復駆動する際の許容ストロークに自ずから制限があるため、大地震のような大入力時には、最低限の性能は発揮しつつも、ストッパ（バッファ）に衝突しないように、可動マス３が往復移動するときのストロークを上記許容ストロークに比して過大とならないように抑えることが求められる。
【００１３】
しかし、上述したように、能動型制振装置におけるアクチュエータ８の制御を、力制御やトルク制御で行う場合には、可動マス３の往復駆動時のストロークの緻密な管理が行うことが困難であることから、上記大地震のような大入力時に可動マス３が許容ストロークの上限に達して、ストッパに当たる虞が懸念される。そのため、このような大入力時には、制振装置を停止させるか、ハイブリッド式の場合には上記可動マス３を制振対象構造物１の揺れに応じて受動的に往復移動させるパッシブ方式に切り換えるのが一般的であった。
【００１４】
なお、特許文献１には、制振対象構造物１に設置する揺れ検知センサ９を加速度センサとして、該揺れ検知センサ９にて検出される加速度を２回積分して算出される制振対象構造物１の変位量に依存する信号を作るようにし、該制振対象構造物１の変位信号に基づいて位相制御された駆動指令が上記アクチュエータ８へ与えられるようにして、該アクチュエータ８により可動マス３を所要の位相で往復駆動させるようにすることが記載されている。又、上記揺れ検知センサ９にて検出される制振対象構造物１の加速度を１回積分して速度信号を作り、この速度信号を反転信号として可動マス３の変位信号とすることについての記載もある。しかし、上記可動マス３を往復駆動する際に、可動マス３自体の変位量（制振対象構造物１に対する相対変位量）を常時検出して、この変位量を考慮した制振制御を行うことについての記載はない。
【００１５】
又、非特許文献１では、上述したように、可動マス３の制振対象構造物１に対する相対変位を基に、所要の制御則に基づいて可動マスの位置制御（変位制御）を行うことにより、制振対象構造物１の制振を行う考えは示されているが、可動マス３を許容ストロークの範囲内で往復駆動して制振対象構造物１の制振を行うことについての具体的な考えは示されていない。
【００１６】
そこで、本発明は、上記非特許文献１に記載してある如き可動マスの変位制御の考えを更に進めて、大入力時にも可動マスを許容ストローク範囲内で往復移動させて制振対象構造物を制振できるようにするための能動型制振方法及び装置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】
【００１７】
本発明は、上記課題を解決するために、制振対象構造物の揺れに応じて該制振対象構造物に設けた可動マスをアクチュエータにて所要の位相で往復駆動することにより上記制振対象構造物の揺れを減衰させるようにしてある能動型制振方法において、制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための上記可動マスの変位を与える変位指令を求め、該変位指令に基づいて上記アクチュエータを駆動することにより可動マスを往復駆動させるようにする能動型制振方法、及び、制振対象構造物上に所要方向に往復移動可能に設けた可動マスと、該可動マスを往復駆動するためのアクチュエータと、制振対象構造物の揺れを検知する揺れ検知センサと、上記可動マスの変位を検知する可動マス変位センサと、制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるために上記可動マスへ与えるべき変位指令を求める制振制御部と、該制振制御部より発せられる変位指令に基づいて上記アクチュエータへ駆動指令を発する変位制御系とを備えてなる能動型制振装置とする。
【００１８】
又、上記構成において、制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための上記可動マスの変位を与える変位指令を求めるときに、求められる変位指令に対して可変ゲイン制御とリミッタ制御を行うようにする。
【００１９】
更に、上記各構成において、制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための可動マスの変位を与えるよう導かれる変位指令と、アクチュエータにより駆動される可動マスの実変位が一致するようフィードバック制御を行うと共に、上記変位指令に基づいて導く上記可動マスの速度指令と、上記アクチュエータにより駆動される可動マスの実変位を微分することにより求められる可動マスの実速度が一致するようにフィードバック制御を行うようにする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。 
（１）制振対象構造物の揺れに応じて該制振対象構造物に設けた可動マスをアクチュエータにて所要の位相で往復駆動することにより上記制振対象構造物の揺れを減衰させるようにしてある能動型制振方法において、制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための上記可動マスの変位を与える変位指令を求め、該変位指令に基づいて上記アクチュエータを駆動することにより可動マスを往復駆動させるようにする能動型制振方法及び、制振対象構造物上に所要方向に往復移動可能に設けた可動マスと、該可動マスを往復駆動するためのアクチュエータと、制振対象構造物の揺れを検知する揺れ検知センサと、上記可動マスの変位を検知する可動マス変位センサと、制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるために上記可動マスへ与えるべき変位指令を求める制振制御部と、該制振制御部より発せられる変位指令に基づいて上記アクチュエータへ駆動指令を発する変位制御系とを備えてなる能動型制振装置としてあるので、アクチュエータにより可動マスを往復駆動する際、該可動マスの変位についての指令を与える変位制御を行うことができるため、可動マスのストロークの緻密な管理を容易に行うことができる。 
（２）制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための上記可動マスの変位を与える変位指令を求めるときに、求められる変位指令に対して可変ゲイン制御とリミッタ制御を行うようにすることにより、地上構造物では大地震のような大入力時、海洋構造物では突発的な大波のような大入力時においても、該可動マスを確実に有効ストロークの範囲内で移動させることが可能になる。 
（３）制振対象構造物の揺れに応じて該揺れを抑えるための可動マスの変位を与えるよう導かれる変位指令と、アクチュエータにより駆動される可動マスの実変位が一致するようフィードバック制御を行うと共に、上記変位指令に基づいて導く上記可動マスの速度指令と、上記アクチュエータにより駆動される可動マスの実変位を微分することにより求められる可動マスの実速度が一致するようにフィードバック制御を行うようにすることにより、アクチュエータによる可動マスの往復駆動に伴う制振対象構造物の制振効果を確実に得ることができる。 
（４）以上により、大入力時においても、停止させることなく、常に能動型制振装置としての機能を最大限に発揮させることができて、制振対象構造物の制振を効率よく実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
図１乃至図３は本発明の能動型制振方法及び装置の実施の一形態として、アクティブ式制振装置とする場合を示すもので、図１に示す如く、制振対象構造物としての地上構造物１ａの上部に、図８に示したものと同様に、該地上構造物１ａの制振を望む方向に沿ってガイドレール２設けて、所要の質量を有する可動マス３を、車輪４を介して往復移動可能に載置する。且つ該可動マス３の移動方向の一端側の地上構造物１ａ上に設けた支持フレーム５と、上記可動マス３との間に、アクチュエータ８を介装するよう設ける。
【００２３】
上記地上構造物１ａには、揺れ検知センサとしての加速度センサ９ａを設ける。又、上記可動マス３の変位を検出するために、たとえば、上記アクチュエータ８に、可動マス変位検出センサ１１を設けて、該アクチュエータ８の作動量から上記可動マス３の変位を検出できるようにする。
【００２４】
更に、上記加速度センサ９ａより入力される信号ａと、上記可動マス変位センサ１１より入力される信号を基に、上記可動マス３の上記地上構造物１ａに対する相対変位についての指令（以下、変位指令という）ｃを求める制振制御部１２を備える。更に又、上記制振制御部１２より発せられる変位指令ｃ、及び、上記可動マス変位センサ１１からの入力を基に、上記アクチュエータ８ヘ可動マス３の駆動指令を発する変位制御系１３を備えた構成とする。
【００２５】
詳述すると、上記制振制御部１２は、図２に示す如く、上記加速度センサ９ａより上記地上構造物１ａの揺れに伴って生じる加速度ａが入力されると、該加速度ａを１回積分してなる構造物速度にゲインｋ２を乗じた信号と、２回積分してなる地上構造物１ａの構造物変位にゲインｋ１を乗じた信号と、たとえば、上記可動マス変位センサ１１により検出される可動マス３の上記地上構造物１ａに対する相対変位にゲインｋ３を乗じた信号と、該相対変位より導かれる可動マス３の地上構造物１ａに対する相対速度にゲインｋ４を乗じた信号とを基に、演算部１４にて、非特許文献１に示したと同様の制御則において、可動マス３をアクチュエータ８のみで直接駆動する場合の可動マス３に望む変位の制御指令ｃ０を求める。次に、可変ゲイン制御部１５にて、上記制御指令ｃ０の大きさに応じて、１以下の適宜選定される数値との積を求める可変ゲイン制御を行うことにより、最終的に発せられる可動マス３の変位指令ｃが該可動マス３の許容ストローク範囲内に収まるように、上記変位指令ｃの値を小さくして固定に近づけることができるようにする。次いで、リミッタ制御部１６にて、上記可変ゲイン制御部１５にて可変ゲイン制御された後の制御指令ｃ１について、過渡的な大入力時においても可動マス３が設計上の許容ストロークに対して振り切れる虞を防止できるよう該可動マス３の変位量に上限を設けるリミッタ制御を行い、これにより、変位制御系１３へ発する最終段の変位指令ｃを導くようにしてある。
【００２６】
上記変位制御系１３は、上記制振制御部１２より発せられる変位指令ｃが入力されると、先ず、図３に示す比例動作部１７にて、上記変位指令ｃの比例動作に基づいて可動マス３へ指令すべき速度指令ｃｖを求める。次に、比例・積分動作部１８にて、上記速度指令ｃｖに基づいて、アクチュエータ８への力指令（該アクチュエータ８がモータの場合は該モータへのトルク指令）ｃｆを求めて、該力指令（トルク指令）ｃｆを上記アクチュエータ８の力制御部（該アクチュエータ８がモータの場合は該モータのトルク制御部）８ａへ発して、該力指令（トルク指令）ｃｆに基づいて上記アクチュエータ８を駆動することにより可動マス３を往復駆動できるようにしてある。更に、上記可動マス３を往復駆動する際に、上記アクチュエータ８に設けた可動マス変位センサ１１によって検出される上記可動マス３の実際の変位を実変位出力ｘとして取り出して、上記比例・積分動作部１８にて速度指令ｃｖに基づいたアクチュエータ８の力制御部８ａへの力指令（トルク指令）ｃｆを求める際、上記比例・積分動作部１８に入力される速度指令ｃｖと、上記可動マス３の実変位出力ｘを微分動作部１９にて微分することにより導いてなる可動マス３の実際の速度出力ｖの差がゼロとなるようにフィードバック制御を行うようにする。更に又、上記比例動作部１７にて上記変位指令ｃの比例動作に基づいて可動マス３への速度指令ｃｖを求める際、上記比例動作部１７に入力される変位指令ｃと、上記可動マス変位センサ１１より出力される可動マス３の実変位出力ｘとの差がゼロとなるようにフィードバック制御を行うようにしてある。
【００２７】
したがって、本発明の能動型制振方法によれば、図３に示す如く、破線で示す如き力制御ループ２０と、一点鎖線で示す如き速度制御ループ２１に、二点差線で示す如き変位制御ループ２２を加えてなる多重ループによる制御を行うことができるようになる。
【００２８】
以上の構成としてある本発明の能動型制振方法及び装置によれば、アクチュエータ３により可動マス３を往復駆動するための制御に変位制御を導入して、制御を行うための指令を可動マス３の変位で与えることができるようにしてあるため、可動マス３のストロークの緻密な管理を容易に行うことができ、このため、アクチュエータ８により可動マス３を往復駆動するときに、該可動マス３を有効ストロークの範囲内で移動させることが可能になる。
【００２９】
したがって、大地震のような大入力時においても、上記制振装置を停止させることなく、常にアクティブ式の制振装置としての機能を最大限に発揮させることができて、地上構造物１ａの制振を実施することができる。
【００３０】
次に、図４及び図５は本発明の実施の他の形態として、制振対象構造物を、地上構造物１ａに代えて、海洋構造物としての船舶１ｂとする場合を示すもので、図４に示す如く、上記船舶１ｂに、図１に示したと同様のガイドレール２、可動マス３、支持フレーム５、アクチュエータ８、可動マス変位センサ１１を設け、更に、揺れ検知センサとして、船体の横揺れ角速度を求める角速度センサ９ｂを設ける。
【００３１】
更に、制振制御部１２を、図５に示す如く、上記角速度センサ９ｂより上記船体の揺れに伴って生じる角速度ｂのデータが入力されると、該角速度ｂにゲインｋ２を乗じた信号と、上記角速度ｂを１回積分してなる船体の横揺れ角にゲインｋ１を乗じた信号と、更に、図２に示したと同様にして、たとえば、上記可動マス変位センサ１１により検出される可動マス３の上記船舶１ｂの船体に対する相対変位にゲインｋ３を乗じた信号と、該相対変位より導かれる可動マス３の船舶１ｂの船体に対する相対速度にゲインｋ４を乗じた信号とを基に、演算部１４にて可動マス３に望む変位の制御指令ｃ０を求める。次に、可変ゲイン制御部１５にて、上記制御指令ｃ０の大きさに応じて、１以下の適宜選定される数値との積を求める可変ゲイン制御を行う。次いで、リミッタ制御部１６にて、上記可変ゲイン制御部１５にて可変ゲイン制御された後の制御指令ｃ１についてリミッタ制御を行うことにより、変位制御系１３へ発する最終段の変位指令ｃを導く機能を有するものとしてある。
【００３２】
変位制御系１３における制御ループの構成は図３に示したものと同様としてある。その他、図１乃至図３に示したものと同一のものには同一符号が付してある。
【００３３】
本実施の形態によっても、可動マス３のストロークの管理を容易に行うことができて、アクチュエータ８により可動マス３を往復駆動するときに、該可動マス３の許容ストロークの範囲内で可動マス３を移動させることができることから、突発的な大波のような大入力時においても、制振装置を停止させることなく、常にアクティブ制振装置としての機能を最大限に発揮させることができて、船体の横揺れの制振（減揺）を実施することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、制御ループ系の内部に変位制御系を構成することができれば、アクチュエータ８は、油圧や電動のシリンダや、モータ等、いかなる形式のアクチュエータ８を採用してもよい。又、可動マス変位センサ１１は、可動マス３の変位を計測できれば、いかなる形式のものを採用してもよい。
【００３５】
図３に示した変位制御系１３では、基本的なＰＩＤ制御に基づく多重ループ系を用いるようにしているが、変位指令ｃに基づいてアクチュエータ８により可動マス３を往復駆動できる変位制御系１３を構築できれば、ＰＩＤ制御以外の制御手法を採用するようにしてもよい。
【００３６】
上記各実施の形態では、アクティブ式制振装置へ適用した場合を示したが、制振対象構造物上に、可動マス３を、図示しないばねの力により所要の固有振動数で往復移動できるように設置したり、可動マス３が振り子状に所要の固有振動数で単弦振動できるように設置する構成に加えて、上記可動マス３を往復駆動するアクチュエータ８を備えてなる形式を有するハイブリッド式の制振方法及び装置にも適用できること、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。
【実施例】
【００３７】
以下、本発明者等の実施した本発明の有効性の検証結果について説明する。
【００３８】
図４及び図５に示した実施の形態の装置を実際の船舶１に適用した場合における、船体の横揺れ角速度と、可動マスの変位量について計測した。
図６（イ）は船体の横揺れ角速度を、図６（ロ）は可動マス３の変位を示す。又、図６（ハ）は制振制御部１２の可変ゲイン制御部におけるゲインの変化を示すものである。
比較として、可変ゲイン制御を行わない場合について計算した可動マス３の変位を図６（ニ）に示す。
図６（ロ）と図６（ニ）の比較から、可動マス３を往復駆動して船体の制振（減揺）を図る際、船舶１の船体横揺れ角速度が大となって、可変ゲイン制御を行わない場合には可動マス３の往復移動時のストロークが有効ストロークの上限に達する虞が生じる場合であっても、本発明の能動型制振方法及び制振装置によれば、可動マス１の変位量を、有効ストローク範囲内に抑えることができることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の能動型制振方法及び装置の実施の一形態として、地上構造物の制振に適用する場合を示す概要図である。
【図２】図１の装置の制振制御部における処理内容を示す概要図である。
【図３】図１の装置の変位制御系を示すものでアクチュエータへの指令導出手順を示す概要図である。
【図４】本発明の実施の他の形態として、船舶の横揺れの制振に適用する場合を示す概要図である。
【図５】図４における制振制御部の処理内容を示す概要図である。
【図６】本発明者等が実施した本発明の有効性の検証結果について示すもので、図６（イ）は船体の横揺れ角速度、図６（ロ）は可動マスの変位、図６（ハ）は制振制御部の可変ゲイン制御部におけるゲインの変化、図６（ニ）は可変ゲイン制御を行わない場合について計算した可動マスの変位について、それぞれ経時変化を示す図である。
【図７】従来提案されている受動型（パッシブ式）制振装置を示す概要図である。
【図８】アクティブ式制振装置を示す概要図である。
【図９】従来提案されているハイブリッド式制振装置を示す概要図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  制振対象構造物
１ａ  地上構造物（制振対象構造物）
１ｂ  船舶（制振対象構造物）
３  可動マス
８  アクチュエータ
９  揺れ検知センサ
９ａ  加速度センサ（揺れ検知センサ）
９ｂ  角速度センサ（揺れ検知センサ）
１１  可動マス変位センサ
１２  制振制御部
１３  変位制御系
ｃ  変位指令
ｃｆ  力指令（駆動指令）
【図１】
2007239942.tif 000003
【図２】
2007239942.tif 000004
【図３】
2007239942.tif 000005
【図４】
2007239942.tif 000006
【図５】
2007239942.tif 000007
【図６】
2007239942.tif 000008
【図７】
2007239942.tif 000009
【図８】
2007239942.tif 000010
【図９】
2007239942.tif 000011