(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外乱や制振に対する制御対象の応答量や制振装置の応答量の全部又は一部に所定の制御ゲインを掛けて制御量を求め、その制御量に応じた制御力を上記制振装置を介して上記制御対象に入力するアクティブ制振方法において、
上記制御ゲインを、制御開始時に初期値を設定した変数αの関数とし、その関数を、上記変数αが大きくなるほど上記制振装置の応答量が大きくなるように、また上記変数αが小さくなるほど上記制振装置の応答量が小さくなるように設定し、上記制御対象の応答量と上記制振装置の応答量とを入力し、該入力した制振装置の応答量と制振装置の応答量の能力限界値より低い値に設定した所定基準値とを比較して、上記所定基準値からみた上記入力した制振装置の応答量の余裕状態を示す余裕変数βを算出し、上記変数αを制振装置の応答量の余裕状態を示す上記余裕変数βの大きさと正負に応じて増減させて、上記制振装置の応答量とその応答量の所定基準値との差が小さくなる方向へ連続的に変化させることを特徴とするアクティブ制振方法。
【請求項２】
上記変数αに上限値と下限値を設定し、上記制振装置の応答量が上記所定基準値を下回っている場合には上記変数αを設定した上限値を限度に増加させ、また、上記制振装置による応答量が上記所定基準値より上回っている場合には上記変数αを設定した下限値を限度に減少させることを特徴とする請求項１に記載されたアクティブ制振方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、地震や風等の外乱によって揺れる建物及び土木構築物等の構造物や機械等をアクティブに制振するアクティブ制振方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
構造物１をアクティブに制振するシステムでは、例えば、図１に示すように、構造物１や該構造物１に設置された制振装置３の外乱や制振の結果に対する各応答量Ｘ1〜Ｘ4 がセンサ２で検出され、その検出値がＡ／Ｄ変換器４でデジタル化されてコントローラ５に供給される。該コントローラ５は、数値演算プロセッサや加算・乗算回路等から構成され、上記供給された上記検出値に基づいて駆動指令電圧を求め、その求めた駆動指令電圧をＤ／Ａ変換器６を介して駆動装置制御回路７に供給する。駆動装置制御回路７では、上記入力した駆動指令電圧に基づいて制振装置３を駆動して、制御対象である構造物１に制御力を入力する。これを繰り返すことによって、当該構造物１に発生している揺れを抑える。
【０００３】
ここで、上記センサ２によって検出される応答量Ｘ1 〜Ｘ4 は、外乱や制振された結果による上記構造物１や制振装置３の変位、速度、加速度、電圧値等である。また、上記コントローラ５における駆動指令電圧を求める演算は、下記式のように、供給された各応答量Ｘ1〜Ｘ4 に所定の各制御ゲインＧi をそれぞれ掛けることによって求めている。
【０００４】
Ｕ＝Ｇ1 ・Ｘ1 ＋Ｇ2 ・Ｘ2 ・・・＋Ｇ4 ・Ｘ4
このとき、定数制御ゲインを用いるコントローラ５では、上記制御ゲインＧiとして最適制御理論等により予め計算した一定の値である定数制御ゲインＧiを使用して上記駆動指令電圧Ｕを求めている。また、可変制御ゲインを用いるコントローラ５では、予め、想定した数種類の外乱レベルに応じて、対応する数種類の定数制御ゲインＧiを求めて記憶しておき、構造物１（制御対象）の変位、速度、加速度等の応答量Ｘ1、Ｘ2、Ｘ4、制振装置３の応答量Ｘ3 （例えば、制振装置３のアクティブマスダンパーのストローク等）に応じて上記定数制御ゲインＧiを適宜，切り換えながら上記駆動指令電圧Ｕを求めている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記定数制御ゲインを用いるコントローラ５では、地震や風による外乱の強度レベルの変化に対応して制御ゲインＧi が更新されることがないので、外乱の強度レベルの増大、つまり構造物１等の応答量Ｘ1〜Ｘ4 の増大に比例して制御力等の制振装置３への要求性能も増加する。即ち、予め想定した外乱レベルよりも大きな外乱レベルに対しては、図８に示すように、それに比例して要求される制御力が大きくなって制振装置３で許容される制御力Ｕｃを越えてしまう恐れがある。そして、上記のように制振装置３で許容される制御力Ｕｃを越えてしまうと、アクティブ制御を続けることは出来ず、場合によってはシステムを停止させる必要が生じるという問題がある。
【０００６】
逆に、予め想定した外乱レベルよりも小さな外乱レベルに対しては、図９に示すように、対応する構造物１等の応答量Ｘ1 〜Ｘ4 も小さく、それに比例して出力可能な制御力も小さい値に抑えられるために、制振装置３の性能を十分に発揮させることができない。また、上記可変制御ゲインを用いるコントローラ５では、定数制御ゲインＧiの切換えにどの応答量Ｘ1〜Ｘ4 を用いるかという応答量の選定や、切換えのための基準値の設定に合理的な方法がなく、場合に応じて試行錯誤的に決定する必要があった。また、ある定数制御ゲインＧiから別の定数制御ゲインＧi に切り換わる際に、制御に不連続が生じることによって図１に示すように制御力にスパイクノイズが発生したり、また、切換えが頻繁に起こることによって、図１１に示すように、制動力にチャタリングが生じることがある。さらに、きめ細かく切換えのための基準値を設定することは、制御演算時間の関係から制約がある。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、外乱のレベルに対応して、制振をその能力制約内で有効に発揮可能なアクティブ制御を実現可能とすることを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のアクティブ制振方法は、外乱や制振に対する制御対象の応答量や制振装置の応答量の全部又は一部に所定の制御ゲインを掛けて制御量を求め、その制御量に応じた制御力を上記制振装置を介して上記制御対象に入力するアクティブ制振方法において、
上記制御ゲインを、制御開始時に初期値を設定した変数αの関数とし、その関数を、上記変数αが大きくなるほど上記制振装置の応答量が大きくなるように、また上記変数αが小さくなるほど上記制振装置の応答量が小さくなるように設定し、上記制御対象の応答量と上記制振装置の応答量とを入力し、該入力した制振装置の応答量と制振装置の応答量の能力限界値より低い値に設定した所定基準値とを比較して、上記所定基準値からみた上記入力した制振装置の応答量の余裕状態を示す余裕変数βを算出し、上記変数αを制振装置の応答量の余裕状態を示す上記余裕変数βの大きさと正負に応じて増減させて、上記制振装置の応答量とその応答量の所定基準値との差が小さくなる方向へ連続的に変化させることを特徴としている。
【０００９】
また、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載された構成に対し、上記変数αに上限値と下限値を設定し、上記制振装置の応答量が上記所定基準値を下回っている場合には上記変数αを設定した上限値を限度に増加させ、また、上記制振装置による応答量が上記所定基準値より上回っている場合には上記変数αを設定した下限値を限度に減少させることを特徴とする。
【００１０】
【作用】
請求項１に記載した発明においては、制振装置の応答量が所定基準値を越えている場合には、その応答量が小さくなるように、つまり制振装置の制御量が小さくなる方向に制御ゲインが変化する。また、制振装置の応答量が所定基準値より小さい場合には、その応答量が大きくなるように、つまり制振装置の制御量が大きくなる方向に制御ゲインが変化する。
【００１１】
このとき、一般に、応答量はほぼ外乱のレベルに比例しているので、適当な応答量を選択することによって、応答量が所定以上に小さい状態、つまり外乱レベルが想定以上に低い状態でも、制御量として所定以上の値が確保され、且つ、応答量が所定以上に大きい状態、つまり外乱レベルが想定以上に大きい状態でも、制御量が所定以下の値に抑えることが可能となる。
また、制振装置の制御力等の応答量に基づいて上記制御ゲインを変化させることで、外乱の大きさに関わらず、制御量を所定の基準値に収束させるように制御ゲインが変化する。
【００１２】
また、上記制御ゲインは、時々刻々、連続的に変化するので、その制御ゲインを使用した制御量も連続的に小刻みに変化して、従来のように制御量に不連続が生じたりその不連続が頻繁に生じることが抑えられる。ここで、上記制御ゲインを変化させるための応答量は、必ずしも制御量を直接演算する際に使用する応答量でなくてもよい。
【００１３】
また、請求項２に記載した発明においては、制振装置の所定基準値からの応答量の偏差が最小となる方向に、設定した上限値と下限値の範囲内において常に変数αを変化させることで、制御ゲインを変化させるものである。
即ち、制振装置の応答量が上記所定基準値を下回っている状態では変数αを設定した上限値を限度に増加することで制御ゲインが変化し、外乱のレベルが小さくても所定以上の大きさの制御量で制振が可能となる。このとき、変数αに上限値を設定することで、変数α及び制御量が大きく成りすぎることは防止される。
【００１４】
また、制振装置の応答量が所定基準値を上回っている状態では、変数αが所定下限値を限度に減少することで制御ゲインが変化し、外乱レベルが大きくても、所定以下の大きさの制御量で制振が可能となる。このとき、変数αに下限値を設定することで、変数α及び制御量が小さくなり過ぎることは防止される。
【００１５】
なお、上記変数αと制御ゲインとの関係は、例えば、従来のように各外乱レベル対応に決定した複数の定数ゲインを結ぶ、変数αの多項式に近似させて関連付ける。
【００１６】
【実施例】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
まず構成について説明すると、図１に示すように、制御対象である構造物１の地上階、最上階、及び中間の階等にそれぞれセンサ２が配設されている。また、上層の階にはアクティブマスダンパーやアクティブテンドン等からなる制振装置３が配設されている。
【００１７】
上記センサ２は、それぞれ設置位置での変位量、速度、加速度等の外乱や制振の結果による応答量Ｘ1 〜ＸN を検出する変位計や加速度計等のセンサ２であって、検出した応答量Ｘ1〜ＸN に応じた応答量信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器４に供給可能となっている。各Ａ／Ｄ変換器４は、入力した応答量信号をデジタル化してコントローラ５に供給可能となっている。
【００１８】
上記コントローラ５は、従来と同様に、供給された各応答量Ｘ1 〜ＸN にそれぞれ対応する制御ゲインＡi （α）・Ｇiを掛けることで制御量である駆動指令電圧Ｕ（α）を求め、その求めた駆動指令電圧Ｕ（α）をＤ／Ａ変換器６に供給可能となっている。
Ｄ／Ａ変換器６は、入力した駆動指令電圧Ｕ（α）をアナログ化して駆動装置制御回路７に供給可能となっている。該駆動装置制御回路７は、供給された駆動指令電圧Ｕ（α）に応じた制御信号（制御電流）を制振装置３に供給可能となっている。制振装置３は、駆動装置制御回路７からの制御信号に応じた制御力を上記構造物１に入力可能となっている。
【００１９】
ここで、上記コントローラ５における上記駆動指令電圧Ｕ（α）の演算は、下記（１）式のように、各応答量Ｘ1 〜ＸN に対応する各制御ゲインＡi（α）・Ｇi を掛け合わせることで算出される。
Ｕ（α）＝Ａ1 （α）・Ｇ1 ・Ｘ1 ＋ Ａ2 （α）・Ｇ2・Ｘ2 ＋・・・＋ＡN （α）・ＧN ・ＸN ・・・（１）
このとき、上記各応答量Ｘ1 〜ＸN に応じた各制御ゲインＡi （α）・Ｇi は、所定の各定数制御ゲインＧiに、変数αで表される各ゲイン関数Ａｉ（α）を重み付けされて設定される可変ゲインである。また、上記ゲイン関数Ａｉ（α）は、αの多項式等によって現される関数であって、Ａｉ（α）とαとは、対応する応答量Ｘ1〜ＸN に応じて、例えば、図２に示されるような関係となっている。なお、一般には、αの増加に比例してＡｉ（α）は増加するが、所定の応答量Ｘ1〜ＸN に対するＡｉ（α）は、例えば図２中、破線で示すような曲線を描く。そして、上記αを制御中に変化させることでゲイン関数Ａｉ（α）、さらには制御ゲインＡi（α）・Ｇi が変化するようになっている。
【００２０】
次に、制御実行時における上記制御ゲインＡi（α）・Ｇi の決定等の処理概要について、図３に従って説明する。ここで、本実施例では、制振装置３の応答量の一つである制御力に対応した制御電流値Ｙに応じて制御ゲインＡi（α）・Ｇi を連続的に変化させる場合について説明する。また、本実施例の基準値は、その応答量Ｙの能力限界値よりやや低い値である許容目標値ＹMAX とする。例えば、上記許容目標値ＹMAX を、能力限界値の８０％等の値に設定する。なお、上記制御電流値Ｙは、上記応答量Ｘ1〜ＸNの一つ又は所定の応答量Ｘ1〜ＸNから導き出せる値である。
【００２１】
まず、制御開始時に、適当な初期値αinitをαに設定しておく（ステップ１）。次に、センサ２からそれぞれ、制御対象と制振装置の応答量Ｘ1 〜ＸN と、該応答量の一つである制振装置の制御電流値Ｙを入力する（ステップ２）。そして、上記制振装置３の現在の制御電流値Ｙと許容目標値（所定基準値）ＹMAX とを比較して余裕変数βを算出する（ステップ３）。この余裕変数βは、例えば、下記（２）式によって算出される。
【００２２】
β＝１．０ − （｜Ｙ｜／ＹMAX ） ・・・（２）
この（２）式から分かるように、制御電流値Ｙが許容目標値ＹMAX を越えている場合には、余裕変数βは負の値となり、また、制御電流値Ｙが許容目標値ＹMAXを下回っていると余裕変数βは正の値を取るようになっている。つまり、余裕変数βは、所定基準値からみた制御電流値Ｙの余裕状態（制御量の余裕状態）を示していて、制御電流値Ｙに余裕がある場合には、余裕に応じた正値を取り、制御電流値Ｙが許容目標値ＹMAXを越えている場合には、そのオーバー分に応じた負値を取るようになっている。
【００２３】
なお、上記余裕変数βの算出は、上記（２）式に限定されるものではなく、下記（３）式のような式でもよい。要は、上記説明したように、所定基準値からみた制御電流値Ｙの余裕状態を示すような式となっていればよい。
β＝１．０ − （｜Ｙi ｜／ＹMAX ）N ・・・（３）
ここで、Ｎは定数である。
【００２４】
次に、上記求めた余裕変数βを下記（４）式に代入してαを更新する（ステップ４）。ここで、下記式におけるΔαは、αの増分量である。
α＝α ＋ Δα・β ・・・（４）
この（４）式によって、αは、制御電流値Ｙに余裕があれば、増加方向に変化し、許容目標値ＹMAX を越えていれば減少方向に変化する。つまりＹがＹMAXに近づくようにαが小刻みにつまり滑らかに増減する。ただしこのαは、式の性質上正負とも無限大になり得る。
【００２５】
そこで、上記αと所定下限値αMIN とを比較して（ステップ５）、αがαMIN よりも小さければαMINをαの値とする（ステップ６）。また、上記αと所定上限値αMAX とを比較して（ステップ７）、上記αが所定上限値αMAXよりも大きければ、αMAX をαの値とする（ステップ８）。
次に、上記決定されたαに基づいて、各ゲイン関数Ａｉ（α）の値をそれぞれ求め、この各ゲイン関数Ａｉ（α）を各制御定数ゲインＧiに掛けることで、各制御ゲインＡi （α）・Ｇi を更新し、上記（１）式のように、その制御ゲインＡi（α）・Ｇi を各応答量Ｘ1 〜ＸN に掛けて駆動指令電圧Ｕ（α）値を算出する（ステップ９）。
【００２６】
ここで、上記変数αは、増分Δαを基準に小刻みに、つまり連続的に変化し、その変数αによるゲイン関数Ａi（α）、さらには、各制御ゲインＡi （α）・Ｇi も小刻みに、つまり連続的に変化するようになる。
また、上記変数αは、制御の強さを表す指標となっていて、応答量Ｘ1 〜ＸNが一定であれば、αが大きくなる程、駆動指令電圧Ｕ（α）が大きくなるように、また、αが小さくなる程、駆動指令電圧Ｕ（α）が小さくなるように上記各Ａi（α）は設定されている。即ち、例えば、変数αが大きくなっても、それに比例して各制御ゲインＡi （α）・Ｇi の変化を決定するゲイン関数Ａi（α）は、上記のように大きくなるとは限らないが、上記制御電流値Ｙが許容目標値ＹMAX よりも小さければ、αが増加して駆動指令電圧Ｕ（α）が大きくなるように、つまり、制御電流値Ｙと許容目標値ＹMAX（所定基準値）との差が小さくなる方向に、各制御ゲインＡi （α）・Ｇi が変化するように設定される。
【００２７】
次に、上記算出した駆動指令電圧Ｕ（α）とその許容値Ｕlimit とを比較して（ステップ１０）、上記Ｕ（α）が許容値Ｕlimitよりも大きければ、ＵlimitをＵ（α）の値とする（ステップ１１）。このように、許容値Ｕlimit を設けることで、駆動指令電圧Ｕ（α）が過大化することを防止している。そして、その算出した駆動指令電圧Ｕ（α）を駆動装置制御回路７に供給する（ステップ１２）。上記のような処理を、コントローラ５は、所定サンプル時間毎に繰り返すようになっている。
【００２８】
次に、上記アクティブ制振システムによる構造物１の制振等について説明する。
地震や風等による外乱が構造物１に入力され当該構造物１が揺れると、上記外乱に対する構造物１の各応答量Ｘ1 〜ＸN がセンサ２によって検出され、検出された応答量Ｘ1〜ＸN が、順次、Ａ／Ｄ変換器４を介してコントローラ５に供給される。すると、コントローラ５は、上記のように、供給された応答量Ｘ1〜ＸN に基づいて駆動指令電圧Ｕ（α）を求め、求めた駆動指令電圧Ｕ（α）をＤ／Ａ変換器６を介して駆動装置制御回路７に供給する。駆動装置制御回路７では、供給された駆動指令電圧Ｕ（α）に基づいて制振装置３を駆動し、上記駆動指令電圧Ｕ（α）に応じた制御力を構造物１に入力して当該構造物１を制振する。
【００２９】
このとき、地震や風等の外乱のレベルが小さい場合には、コントローラ５に入力される制御電流値Ｙも小さいので、駆動指令電圧Ｕ（α）は小さくなるが、許容目標値ＹMAXと比較した制振装置３の制御電流値Ｙが小さいために、上記変数αは大きくなる方向に変化し、外乱のレベルが小さい状態でも所定以上の制御力を構造物１に入力可能となる。この結果、外乱のレベルが想定したレベルよりも低くても、制振装置３の性能が有効に発揮されて、有効に制振可能となる。
このとき、請求項２に記載された発明においては、上記変数αには所定の上限値と下限値が設定されているから、上記αと所定上限値αMAXとを比較して（ステップ７）、上記αが所定上限値αMAX よりも大きければ、αMAX をαの値とする（ステップ８）ことにより、変数α及び制御量が大きく成りすぎることは防止される。
【００３０】
また、地震や風等の外乱のレベルが大きい場合には、コントローラ５に入力される応答量Ｘ1 〜ＸNが大きくなって、駆動指令電圧Ｕ（α）も大きくなるが、制振装置３の制御電流値Ｙが許容目標値ＹMAX を越えると、上記変数αは、小さくなる方向に変化して、駆動指令電圧Ｕ（α）を小さくなる方向に変化させる。これによって、外乱のレベルが想定したレベルよりも大きくなっても、制振装置３の許容性能を越えることが回避されて、従来のように制振装置３を停止させることなく、制振性能の許容目標値ＹMAX近傍の制御力で制振することが可能となる。
請求項２に記載された発明においては、上記αと所定下限値αMIN とを比較して（ステップ５）、αがαMIN よりも小さければαMINをαの値とする（ステップ６）ようにしたから、変数α及び制御量が小さく成りすぎることは防止される。
【００３１】
また、上記制御ゲインＡi （α）・Ｇi を変化させる変数αは、式（４）によって現在の変数αに所定増分量Δαに余裕係数βを乗じた値が増減されて更新され、小刻みに即ち滑らかに変化するので、当該制御ゲインＡi（α）・Ｇi も連続的に変化して、従来のような制御ゲインＡi （α）・Ｇi の切換えの際に制御指令値電圧にスパイクノイズやチャタリングが発生することが回避されて、安定且つきめ細かく制振が可能となる。
【００３２】
上記制御の一例を模式的に表すと、図４に示すようになる。つまり、外乱のレベルが想定したレベルより小さい状態では、対応する制御電流値Ｙも小さいために、上記αが増加して上限値αMAX近傍を維持し、それに応じた制御力を出力する。そして、制御電流値Ｙが許容目標値ＹMAX を越えるほど、つまり、外乱のレベルが想定したレベルより大きくなると、それに追従してαが減少するように変化して、制御力の増分を抑える。このように、外乱レベルに応じて変数α、更には制振力が変化し、制振装置３は、外乱レベルに応じて制約された機能の範囲内で所定の制御力を発揮する。
【００３３】
さらに、具体的に説明する。
まず、制振対象である構造物モデルとして、各質点質量が１００ton の１０質点剪断ばねモデルを考え、構造物モデルの頂部に、制振装置としてアクティブマスダンパーを設置すると共に、構造物１の５階並びに１０階の速度・変位、及びアクティブマスダンパーの速度・変位を応答量Ｘ1〜ＸN とする場合を想定する。また、一次固有周期を１．２秒、以下２〜５時の固有周期を、それぞれ０．４７秒、０．２２秒、０．１７秒として、各次モード減衰定数は１％に設定する。
【００３４】
また、αと各ゲイン関数Ａi （α）との関係を図５に示すように設定する。これは、αを、０．２〜２．０まで０，２毎に増加させて各応答量Ｘ1 〜ＸN に対応する各制御ゲインのサンプル値を求め、そのサンプル値に基づいて、ゲイン関数Ａi（α）・Ｇi をαの多項式に近似したものである。ここで、図５中、Ｇ５Ｄは、構造物５階の変位に掛けるゲイン関数の値を、Ｇ１０Ｄは、構造物１０階の変位に掛けるゲイン関数の値を、ＧＭＤは、アクティブマスダンパーの変位に掛けるゲイン関数の値を、Ｇ５Ｖは、構造物５階の速度に掛けるゲイン関数の値を、Ｇ１０Ｖは、構造物１０階の速度に掛けるゲイン関数の値を、ＧＭＶは、アクティブマスダンパーの速度に掛けるゲイン関数の値を、それぞれ表している。
【００３５】
また、αは、下限値α MIN を０．２、上限値α MAX を２．０とし、初期値αinitを１．０とすると共に、増分Δαを０．０５に設定する。
また、αを変化させる応答量として制振装置３の制御力を使用し、制御力の限界値を１．３１tonf、所定基準値をその６０％の０．８５tonfに設定した。
【００３６】
上記のように設定したモデルに対して、外乱として、時系列的な強度レベルの変化が大きいＥ１−Ｃｅｎｔｒｏ１９４０Ｎを用い、最大入力加速度を４０Ｇａｌ、及び１００Ｇａｌとして、上記αと制御力の時刻歴波形を求めて見たところ、図６及び図７となった。図６が、最大入力加速度を４０Ｇａｌの場合を示し、図７が、最大入力加速度を１００Ｇａｌの場合を示している。
【００３７】
この図から分かるように、本実施例のアクティブ制振方法を採用することで、外乱である入力加速度に追従して変数α、即ち制御ゲインＡi （α）・Ｇi が時々刻々更新されて、制御力を基準とする制御力に時々刻々近づけながら、制振が行われていることが分かる。
なお、上記実施例では、制御ゲインＡi （α）・Ｇi の変数αを、制振装置３の駆動電流や制御力に基づいて変化させているが、これに限定されるものではなく、例えば、制振装置の消費電力、制振装置がアクティブマスダンパーを使用したものであればマスのストローク量等の応答量に基づいて変化させるようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施例では、一つの応答量Ｙに基づいてα、つまりゲイン関数Ａi（α）を更新するようにしているが、複数の応答量に基づいてαを変化させるようにしてもよいし、また、上記対象とする制御ゲイン毎に対応するαを複数個用意して各制御ゲインを更新するようにしてもよい。
また、上記αを変化させるための応答量は、上記（１）式の演算のために使用される応答量である必要はない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明のアクティブ制振方法では、制振装置の制御力、消費電力、制振装置がアクティブマスダンパーを使用したものであればマスのストローク量等の制振装置の応答量に基づいて上記制御を変化させるので、外乱のレベルの大小に関係なく、確実に制御量を制振装置の能力限界値に近い値等、所定基準値近傍に常時近づけるように制御可能になるので、制振装置の制約内で確実に制振装置の能力を有効に発揮させて制振を行うことができるという効果がある。
また、外乱が小さくても所定以上の制御量が確保可能であり、さらに、外乱が想定したレベルよりも大きくても、所定の制御量近傍の値で制振可能となって、制振装置の能力制約内で且つきめ細かい制御が可能となると共に制振装置の作動効率を大幅に向上させることが可能になるという効果がある。
【００４０】
さらにまた、上記制御ゲインを連続的に変化させることで、外乱の変化等に影響しないで、安定した制御力を発揮可能となる。
上記制御ゲインの変化は、例えば、請求項２に記載された方法を採用することで実現される。この場合には、変数αは所定の上限値と下限値との間で増減するので、対応する各制御ゲインも所定の上限と下限との間で変化して、制御量を所定の範囲に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例のアクティブ制振システムを示す概要構成図である。
【図２】本発明に係る実施例の変数αとゲイン関数Ａi （α）との関係の一例を示す図である。
【図３】本発明に係る実施例のコントローラの処理の流れを示す図である。
【図４】本発明に係る実施例の制御による模式的な状態を示す図であり、（ａ）は、外乱の時刻歴を、（ｂ）は外乱に対応するαの時刻歴を、（ｃ）は、外乱に対応する制御力の時刻歴を示している。
【図５】本発明に係る実施例の変数αとゲイン関数Ａi （α）との関係を示す図である。
【図６】本発明に係る実施例における外乱としての最大入力加速度が４０Ｇａｌでのα及び制御力の状態を示す図であり、（ａ）は、αの時刻歴を、（ｂ）は制御力に時刻歴を示している。
【図７】本発明に係る実施例における外乱としての最大入力加速度が１００Ｇａｌでのα及び制御力の状態を示す図であり、（ａ）は、αの時刻歴を、（ｂ）は制御力に時刻歴を示している。
【図８】従来の定数制御ゲインを使用したアクティブ制振方法における外乱が想定以上に大きくなった場合の状態を示す図であり、（ａ）は外乱の時刻歴を、（ｂ）は制御力の時刻歴を示している。
【図９】従来の定数制御ゲインを使用したアクティブ制振方法における外乱が想定以上に小さい場合の状態を示す図であり、（ａ）は外乱の時刻歴を、（ｂ）は制御力の時刻歴を示している。
【図１０】従来の可変制御ゲインを使用したアクティブ制振方法における外乱の変化によるゲインの切り換わりを示す図であり、（ａ）は外乱の時刻歴を、（ｂ）は制御力の時刻歴を示している。
【図１１】従来の可変制御ゲインを使用したアクティブ制振方法における制御力の時刻歴を示す図である。
【符号の説明】
１ 構造物
２ センサ
３ 制振装置
５ コントローラ
７ 駆動装置制御回路
α 変数
Ａi （α） ゲイン関数
Ｘ1 〜ＸN 応答量
Ｙ 変数αを変化させるための応答量
ＹMAX 基準値
Ｕ（α） 駆動指令電圧
【図１】
0004056019.tif 000002
【図２】
0004056019.tif 000003
【図３】
0004056019.tif 000004
【図４】
0004056019.tif 000005
【図５】
0004056019.tif 000006
【図６】
0004056019.tif 000007
【図７】
0004056019.tif 000008
【図８】
0004056019.tif 000009
【図９】
0004056019.tif 000010
【図１０】
0004056019.tif 000011
【図１１】
0004056019.tif 000012