(57)【要約】【課題】外来外乱抑制を可能にしながら、大きな単一質点および／またはケーブルハーネスをなくすことによってシステム全体の複雑さを低減させ、かつ／または構造自体への構造修正を低減させる、振動絶縁システムを提供する。【解決手段】分散型ネットワーク振動絶縁システムは、ハウジング２０６と、ハウジング内に配設され、質量１０４に結合し、かつ前記質量の構造振動を受動的に減衰させるように適合された受動振動絶縁装置２０２と、ハウジング内に配設され、前記質量に結合し、かつ質量の構造振動を能動的に減衰させるように適合された能動振動絶縁装置２０４とを備えている。能動振動絶縁装置システム１００は、作動制御信号に応答して移動するように動作可能なアクチュエータ２０８と、質量の構造振動を表すパラメータを感知し、かつセンサ信号を供給するセンサ２１２と、センサ信号に応答して、作動制御信号をアクチュエータに供給するコントローラ２１４とを備える。【選択図】図１
2009109008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２０６）と、
前記ハウジング内に配設され、前記質量（１０４）に結合し、かつ前記質量（１０４）の構造振動を受動的に減衰させるように適合された受動振動絶縁装置（２０２）と、
前記ハウジング内に配設され、前記質量（１０４）に結合し、かつ前記質量（１０４）の構造振動を能動的に減衰させるように適合された能動振動絶縁装置（２０４）とを備え、
能動振動絶縁装置システム（１００）は、
作動制御信号を受領するように結合され、前記作動制御信号に応答して移動するように動作可能なアクチュエータ（２０８）と、
前記質量（１０４）の構造振動を表す１つまたは複数のパラメータを感知し、かつそのパラメータを表すセンサ（２１２）信号を供給するように構成されたセンサ（２１２）と、
前記センサ（２１２）信号を受領するように結合され、前記センサ（２１２）信号に応答して、前記作動制御信号を前記アクチュエータ（２０８）に供給するように動作可能なコントローラ（２１４）と、を備える、
質量（１０４）の振動を減衰させるための一体型ハイブリッド絶縁装置。
【請求項２】
分散型振動絶縁システム（４００）を表す大域モデルを含み、（ｉ）複数の振動絶縁装置（１０６）から送出される絶縁装置データを無線受領し、（ｉｉ）前記受領した絶縁装置データを、前記大域プラントモデル（４０６）と比較し、かつ（ｉｉｉ）絶縁装置コマンドを前記複数のハイブリッド振動絶縁装置（１０６）のうち１つまたは複数に無線送出するように構成された、スーパバイザ（４０２）と、
複数のハイブリッド振動絶縁装置（１０６）と、を備え、
各ハイブリッド振動絶縁装置（１０６）は、前記質量（１０４）に接続点で結合されるように適合され、局所コマンドに少なくとも部分的に応答して、前記質量（１０４）の振動を減衰させ、そして各ハイブリッド振動絶縁装置（１０６）は、
制御アルゴリズムを実施するように構成され、前記絶縁装置コマンドを表すデータを受領し、かつそのデータに応答して前記制御アルゴリズムを更新するように結合され、さらに、前記接続点での前記質量（１０４）を表すデータを受領し、かつそのデータに応答して前記局所コマンドを生成するように適合された絶縁装置コントローラ（２１４）と、
前記スーパバイザ（４０２）および前記絶縁装置コントローラ（２１４）と動作可能に通信し、（ｉ）前記スーパバイザ（４０２）からそこに送出される前記絶縁装置コマンドを少なくとも選択的に受領し、前記絶縁装置コマンドを表す前記データを前記絶縁装置コントローラ（２１４）に供給し、かつ（ｉｉ）絶縁装置データを前記スーパバイザ（４０２）に少なくとも選択的に送出するように構成され、前記絶縁装置データが少なくとも前記振動絶縁装置の状態を表す、無線トランシーバ（２１８）と、を備える、
質量（１０４）の振動を減衰させるための分散型振動絶縁システム（４００）。
【請求項３】
複数のハイブリッド振動絶縁装置（１０６）を備え、
各ハイブリッド振動絶縁装置（１０６）は、前記質量（１０４）に接続点で結合されるように適合され、局所コマンドに少なくとも部分的に応答して、前記質量（１０４）の振動を減衰させ、前記複数の振動絶縁装置（１０６）のうち少なくとも１つの他のものと動作可能に通信し、そして各ハイブリッド振動絶縁装置（１０６）は、
制御アルゴリズムを実施するように構成され、前記分散型振動絶縁システム（４００）を表す大域モデルを含み、絶縁装置データを表すデータを受領するように結合され、そのデータに応答して前記制御アルゴリズムを更新するように動作可能であり、さらに、前記接続点での構造を表すデータを受領し、かつそのデータに応答して前記局所コマンドを生成するように適合された絶縁装置コントローラ（２１４）と、
前記絶縁装置コントローラ（２１４）と動作可能に通信し、（ｉ）前記複数の振動絶縁装置（１０６）のうち前記少なくとも１つの他のものからそこに送出される前記絶縁装置データを少なくとも選択的に受領し、前記絶縁装置データを表す前記データを前記絶縁装置コントローラ（２１４）に供給し、かつ（ｉｉ）絶縁装置データを前記複数の振動絶縁装置（１０６）のうち前記少なくとも１つの他のものに少なくとも選択的に送出するように構成され、前記絶縁装置データが少なくとも前記振動絶縁装置の状態を表す、無線トランシーバ（２１８）と、を備える、
質量（１０４）の振動を減衰させるための分散型振動絶縁システム（４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、振動絶縁システム、およびそのようなシステムで使用される振動絶縁装置に関し、より詳細には、分散型ネットワーク振動絶縁システム、および分散型ネットワーク内で使用される振動絶縁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
望遠鏡システムなどの負荷を支える精密構造システムは、構造振動を発生させる外乱の影響を受けやすいことがある。こうした構造振動は、望遠鏡システムの指向誤差を付随的に発生させる恐れがある。外乱は、構造システム自体の構成部品または組立体に帰することができ、一般に精密構造全体を通じて分散される。したがって、これらの外乱源によって発生する構造振動も、精密構造全体を通じて分散し得る。こうした構造システムには一般に、固有減衰がほとんどないので、振動絶縁システムを使用して、精密構造のこうした外乱誘起振動を減衰させ、精密構造によって支えられるペイロードを絶縁することができる。
【０００３】
振動絶縁システムは一般に、精密構造とペイロードの間に複数の振動絶縁装置を含む。振動絶縁システムを構成する複数の振動絶縁装置は、受動振動絶縁装置、能動振動絶縁装置、またはハイブリッド振動絶縁装置を含むことができる。多くの場合、振動絶縁システムは、複数のハイブリッド振動絶縁装置を使用している。ハイブリッド振動絶縁装置は、受動振動絶縁装置と能動振動絶縁装置のどちらも含んでおり、したがって受動振動絶縁装置および能動振動絶縁装置の所望の特性、すなわち、受動振動絶縁装置が呈する、比較的高い振動数における良好な振動絶縁、ならびに能動振動絶縁装置が呈する、比較的低い振動数における良好な振動絶縁、および能動な調整を呈する。
【０００４】
振動絶縁システムは一般に、相互接続ケーブルを介して各ハイブリッド振動絶縁装置に電気的に結合された中央制御部も含む。中央制御部は、各絶縁装置の位置で振動を減衰させるために、各ハイブリッド絶縁装置からデータを受領し、そのデータを処理し、各ハイブリッド振動絶縁装置に適切なコマンドを供給する。中央制御部は一般に、中央電子制御ボックス内に配設される。理解することができるように、この中央電子制御ボックスは、システム内で比較的大きな単一質点となっており、そのことが、振動絶縁システム設計の複雑さを増大させる場合がある。さらに、相互接続ケーブルおよび関連するケーブルハーネスを収容するために、精密構造に対する修正が必要な場合がある。さらに、中央制御部と相互接続ケーブルはどちらも、システム全体の重量を増大させ、そのことが、システム全体の構造および運転コストに悪影響を及ぼす場合がある。
【特許文献１】米国特許第４，７６０，９９６号
【特許文献２】米国特許第５，３３２，０７０号
【特許文献３】米国特許第５，２１９，０５１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、外来外乱抑制を可能にしながら、大きな単一質点および／またはケーブルハーネスをなくすことによってシステム全体の複雑さを低減させ、かつ／または構造自体への構造修正を低減させる、振動絶縁システムが必要とされている。本発明は、これらの必要性の１つまたは複数に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態では、一例として、質量の振動を減衰させるための一体型ハイブリッド絶縁装置が、ハウジング、受動振動絶縁装置、および能動振動絶縁装置を含む。受動振動絶縁装置は、ハウジング内に配設され、質量に結合し、かつ質量の構造振動を受動的に減衰させるように適合される。能動振動絶縁装置は、ハウジング内に配設され、質量に結合し、かつ質量の構造振動を能動的に減衰させるように適合される。能動振動絶縁装置は、アクチュエータ、センサ、およびコントローラを含む。アクチュエータは、作動制御信号を受領するように結合され、作動制御信号に応答して移動するように動作可能である。センサは、質量の構造振動を表す１つまたは複数のパラメータを感知し、かつそのパラメータを表すセンサ信号を供給するように構成される。コントローラは、センサ信号を受領するように結合され、センサ信号に応答して作動制御信号をアクチュエータに供給するように動作可能である。
【０００７】
別の例示的実施形態では、質量の振動を減衰させるための一体型ハイブリッド絶縁装置が、ハウジング、受動振動絶縁装置、能動振動絶縁装置、およびトランシーバを含む。受動振動絶縁装置は、ハウジング内に配設され、質量に結合し、かつ質量の構造振動を受動的に減衰させるように適合される。能動振動絶縁装置は、ハウジング内に配設され、質量に結合し、かつ質量の構造振動を能動的に減衰させるように適合される。能動振動絶縁装置は、アクチュエータ、センサ、およびコントローラを含む。アクチュエータは、作動制御信号を受領するように結合され、作動制御信号に応答して移動するように動作可能である。センサは、質量の構造振動を表す１つまたは複数のパラメータを感知し、かつそのパラメータを表すセンサ信号を供給するように構成される。コントローラは、センサ信号を受領するように結合され、センサ信号に応答して作動制御信号をアクチュエータに供給するように動作可能である。トランシーバは、少なくともアクチュエータコントローラと動作可能に通信する。トランシーバは、一体型ハイブリッド絶縁装置の少なくとも１つまたは複数の動作状態を表す局所絶縁装置データを送出し、かつ１つまたは複数の他の一体型ハイブリッド絶縁装置の少なくとも１つまたは複数の動作状態を表す遠隔絶縁装置データを受領するように動作可能である。
【０００８】
別の例示的実施形態では、質量の振動を減衰させるための分散型振動絶縁システムが、スーパバイザおよび複数のハイブリッド振動絶縁装置を含む。スーパバイザは、分散型振動絶縁システムを表す大域モデルを含み、複数のハイブリッド振動絶縁装置から送出される絶縁装置データを無線受領し、受領した絶縁装置データを大域プラントモデルと比較し、かつ絶縁装置コマンドを複数のハイブリッド振動絶縁装置のうち１つまたは複数に無線送出するように構成される。各ハイブリッド振動絶縁装置は、質量に接続点で結合されるように適合され、局所コマンドに少なくとも部分的に応答して、質量の振動を減衰させる。各ハイブリッド振動絶縁装置は、絶縁装置コントローラおよび無線トランシーバを含む。絶縁装置コントローラは、制御アルゴリズムを実施するように構成される。絶縁装置コントローラは、絶縁装置コマンドを表すデータを受領し、かつそのデータに応答して制御アルゴリズムを更新するように結合される。絶縁装置コントローラはさらに、接続点での質量を表すデータを受領し、かつそのデータに応答して局所コマンドを生成するように適合される。無線トランシーバは、スーパバイザおよび絶縁装置コントローラと動作可能に通信する。無線トランシーバは、スーパバイザからそこに送出される絶縁装置コマンドを少なくとも選択的に受領し、絶縁装置コマンドを表すデータを絶縁装置コントローラに供給し、かつ絶縁装置データをスーパバイザに少なくとも選択的に送出するように構成される。絶縁装置データは、少なくともハイブリッド振動絶縁装置の状態を表すデータである。
【０００９】
別の例示的実施形態では、質量の振動を減衰させるための分散型振動絶縁システムが、複数のハイブリッド振動絶縁装置を含む。各ハイブリッド振動絶縁装置は、質量に接続点で結合されるように適合され、局所コマンドに少なくとも部分的に応答して、質量の振動を減衰させる。各ハイブリッド振動絶縁装置は、複数のハイブリッド振動絶縁装置のうち少なくとも１つの他のものと動作可能に通信する。各ハイブリッド振動絶縁装置は、絶縁装置コントローラおよび無線トランシーバを含む。絶縁装置コントローラは、制御アルゴリズムを実施するように構成され、分散型振動絶縁システムを表す大域モデルを含む。絶縁装置コントローラは、絶縁装置データを表すデータを受領するように結合され、そのデータに応答して制御アルゴリズムを更新するように動作可能である。絶縁装置コントローラはさらに、接続点での質量を表すデータを受領し、かつそのデータに応答して局所コマンドを生成するように適合される。無線トランシーバは、絶縁装置コントローラと動作可能に通信し、複数のハイブリッド振動絶縁装置のうち少なくとも１つの他のものからそこに送出される絶縁装置データを少なくとも選択的に受領し、絶縁装置データを表すデータを絶縁装置コントローラに供給し、かつ絶縁装置データを複数のハイブリッド振動絶縁装置のうち少なくとも１つの他のものに少なくとも選択的に送出するように構成される。絶縁装置データは、少なくともハイブリッド振動絶縁装置の状態を表すデータである。
【００１０】
振動絶縁システムの他の望ましい特徴および特性は、添付の図面および背景と併せて、後続の詳細な説明および添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を以下に、同じ数字が同じ要素を表す添付の図面に関連して説明する。
以下の詳細な説明は、本質的に例にすぎず、本発明、または本発明の適用分野および使用法を限定するものではない。さらに、先の背景または以下の詳細な説明において提示された任意の理論によって束縛されるものではない。
【００１２】
振動絶縁システム１００の概略図が、図１に示されている。システム１００は、ペイロード１０２、質量１０４、および複数の振動絶縁装置１０６（例えば１０６−１、１０６−２、１０６−３、．．．１０６−Ｎ）を含む。ペイロード１０２は、精密指向システムまたは誘起された構造振動の影響を受けやすい多数の他の装置のいずれか１つでよい。質量１０４は、例えば宇宙機、潜水艦、または陸上機など、多数のビークルのいずれか１つでよい。振動絶縁装置１０６はそれぞれ、ペイロード１０２内に誘起される恐れがある構造振動を絶縁するように一緒に動作するように構成される。各振動絶縁装置１０６は、ペイロード１０２と質量１０４の間に接続点で結合される。２つ以上の振動絶縁装置１０６を使用することができ、各接続点の位置はさまざまでよいことが理解されよう。
【００１３】
好ましくは、各振動絶縁装置１０６は、ハイブリッド振動絶縁装置として実施される。ハイブリッド振動絶縁装置のうち１つの一例示的実施形態の簡略機能ブロック図が、図２に示されている。図２を参照すると、ハイブリッド振動絶縁装置１０６は、同じハウジング組立体２０６内にどちらも配設された、受動ダンパ（または絶縁装置）２０２および能動ダンパ（または絶縁装置）２０４を含むことが分かる。受動ダンパ２０２は、質量１０４の構造振動を受動的に減衰させるように構成され、多数の既知の受動ダンパ構成のうち、いずれか１つを使用して実施することができる。適切な受動ダンパのいくつかの非限定的な例には、本発明の譲受人にその全てが譲渡されている「Ｄａｍｐｅｒ  ａｎｄ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ（ダンパおよび絶縁）」という名称の米国特許第４，７６０，９９６号、「Ｔｈｒｅｅ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｖｉｓｃｏｕｓ  Ｄａｍｐｅｒ  ａｎｄ  Ｉｓｏｌａｔｏｒ（３つのパラメータ粘性ダンパおよび絶縁）」という名称の米国特許第５，３３２，０７０号、および「Ｆｏｌｄｅｄ  Ｖｉｓｃｏｕｓ  Ｄａｍｐｅｒ」という名称の米国特許第５，２１９，０５１号のいずれか１つまたは複数において開示された受動ダンパがある。
【００１４】
能動ダンパ２０４は、質量１０４の構造振動を能動的に減衰させるように構成され、アクチュエータ２０８、センサ２１２、およびコントローラ２１４を含む。アクチュエータ２０８は、作動制御信号に応答して移動し、それによって構造振動を減衰させる。アクチュエータ２０８は、例えば圧電アクチュエータ、ボイスコイルアクチュエータ、またはサーボモータアクチュエータを含む、多数の既知の適切なアクチュエータ２０８のいずれか１つを使用して実施することができる。センサ２１２は、質量１０４の構造振動を表す１つまたは複数のパラメータを感知するように構成され、感知したパラメータを表すセンサ信号をコントローラ２１４に供給する。センサ２１２も、例えば多数のタイプの力センサのいずれか１つ、多数のタイプの加速度センサのいずれか１つ、またはその両方を含む、多数の既知の適切なセンサのいずれか１つを使用して実施することができる。センサ２１２の特定のタイプおよび構成に関係なく、センサ信号が、今しがた言及したように、コントローラ２１４に供給される。
【００１５】
コントローラ２１４は、センサ２１２から供給されるセンサ信号に応答する制御アルゴリズムを実施して、作動制御信号をアクチュエータ２０８に供給する。以下により詳細にさらに説明するように、少なくともいくつかの実施形態では、コントローラ２１４は、ハイブリッド振動絶縁装置１０６に供給されるさまざまな他のデータおよび／またはコマンドにさらに応答して、制御アルゴリズムを更新する。理解することができるように、制御アルゴリズムは、適切な制御則を局所オブザーバ（または状態エスティメータ）と組み合わせて使用して実施することができる。
【００１６】
図２が同じく示すように、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６は、好ましくは電源２１６およびトランシーバ２１８も含む。電源２１６は、アクチュエータ２０８、センサ２１２、コントローラ２１４、およびトランシーバ２１８のうち１つまたは複数用の電力源である。電源２１６は、多数の適切な独立型電源のいずれか１つでよい。いくつかの非限定的な例には、１つまたは複数のバッテリ、１つまたは複数の太陽熱発電装置、あるいはそうした装置の１つまたは複数の組合せがある。トランシーバ２１８は、ハイブリッド振動絶縁装置１０６に無線送出されるデータを無線受領し、かつハイブリッド振動絶縁装置１０６からデータを無線送出するように構成される。トランシーバ２１８は、ほんのいくつか例を挙げると、多数のタイプのＲＦ変調／復調方式のいずれか１つ、ならびに／あるいは、例えばＱＰＳＫ（４相位相シフトキー）、ＢＦＳＫ（２進位相シフトキー）、固定周波数変調、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、直接シーケンススペクトル拡散（ＤＳＳＳ）、および周波数ホッピングスペクトル拡散（ＦＨＳＳ）を含む、多数の多元接続方式のいずれか１つを実施するように構成できることが理解されよう。以下により詳細にさらに説明するように、トランシーバ２１８は、中央集中装置あるいは１つまたは複数の他の絶縁装置１０６から、またそこに、データを無線受領および無線送出することができる。
【００１７】
さらに話を進める前に、ハイブリッド振動絶縁装置１０６は、受動ダンパ２０２および能動ダンパ２０４の特定の物理的構成に関係なく、図３のように概略的に示すことができることに留意されよう。受動ダンパ２０２は、第１のばね３０２、およびそれと並列に配設された第２のばね３０４とダンパ３０６（またはダッシュポット）との直列組合せとして概略的に示され、ペイロード１０２と質量１０４の間に結合される。能動ダンパ２０４は、受動ダンパ２０２と並列に配設されたアクチュエータ２０８として概略的に示され、やはりペイロード１０２と質量１０４の間に結合される。
【００１８】
説明に再度戻ると、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６内のトランシーバ２１８は、中央集中装置あるいは１つまたは複数の他の絶縁装置１０６から、またそこに、データを無線で受領および送出することができると上記で言及した。ここで図４に移ると、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６が中央集中装置と無線通信するように構成された、分散型ネットワーク振動絶縁システム４００の機能ブロック図が示されている。本明細書でスーパバイザ４０２と呼ばれる中央集中装置は、各絶縁装置１０６と動作可能に通信する。より具体的には、スーパバイザ４０２は、各振動絶縁装置１０６から送出される絶縁装置データを無線受領し、かつ絶縁装置コマンドを複数の振動絶縁装置１０６に無線送出するように構成される。スーパバイザ４０２は、それが各振動絶縁装置１０６から受領する絶縁装置データを介して、システム４００のダイナミクスに変化があるかどうかを監視する。スーパバイザ４０２は、それが各振動絶縁装置１０６に送出する絶縁装置コマンドを介して、各絶縁装置内のコントローラ２１４を、局所的に、またシステム全体にわたって、最適な性能を達成するように適合させる。
【００１９】
上述の機能を実施するために、また図４がさらに示すように、スーパバイザ４０２は、トランシーバ４０４、大域プラントモデル４０６、およびスーパバイザコントローラ４０８を含む。トランシーバ４０４は、各振動絶縁装置１０６と無線通信するように構成され、１つまたは複数のホスト装置４１０と無線通信するように構成することもできる。あるいは、スーパバイザ４０２は、ホスト装置４１０と有線通信バスを介して動作可能に通信することもできる。使用される特定の通信媒体に関係なく、ホスト装置４１０は、システム停止コマンド、システム始動コマンドなどの大域システムコマンドを、システム４００に供給するように構成することができる。
【００２０】
大域プラントモデル４０６は、分散型振動絶縁システム４００の適応ソフトウェアモデルであり、適応エスティメータまたは適応オブザーバと呼ぶこともできる。大域プラントモデル４０６は、各絶縁装置１０６からトランシーバ４０４に送出される絶縁装置データを受領するように結合される。図示の実施形態では、また図５により明確に示すように、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６に１つ関連する複数のバッファ５０２（例えば５０２−１、５０２−２、５０２−３、．．．．５０２−Ｎ）が、トランシーバと大域プラントモデル４０６の間に配設される。好ましくはスーパバイザコントローラ４０８の監視下にある大域プラントモデル４０６は、必要に応じて、絶縁装置データに基づいて、システム４００をより正確に表すように更新される。
【００２１】
スーパバイザコントローラ４０８も、トランシーバ４０４に送出される絶縁装置データを受領するために、複数のバッファ５０２に結合される。スーパバイザコントローラ４０８は、受領した絶縁装置データを大域プラントモデル４０６と比較して、今述べたように、その比較に基づいて大域プラントモデル４０６を更新する。スーパバイザコントローラ４０８はさらに、絶縁装置１０６のうち１つまたは複数用の絶縁装置コマンドを、必要に応じて、その比較に基づいて生成し、絶縁装置コマンドをトランシーバ４０４に供給する。図示の実施形態では、絶縁装置コマンドがトランシーバ４０４に、絶縁装置１０６に送出することができるようにコマンドをフォーマットするパケタイザ５０４を介して供給される。スーパバイザ４０２はさらに、図示していないクロック、あるいはスーパバイザ４０２へのデータの送出、またそこからのデータの受領、および絶縁装置１０６からのデータの送出、またそこへのデータの受領、ならびに／あるいはホスト装置４１０からのデータの送出、またそこへのデータの受領の同期をとる、他の適切な回路または装置を含むこともできる。
【００２２】
上記で言及したように、絶縁装置１０６は、絶縁装置データをスーパバイザ４０２に送出し、スーパバイザ４０２からそこに送出される絶縁装置コマンドに応答する。各ハイブリッド振動絶縁装置１０６が送出する絶縁装置データのフォーマットおよび内容は、さまざまでよい。しかし、好ましくは、絶縁装置データは、局所コマンドや局所フィードバック信号など、ハイブリッド振動絶縁装置１０６の状態を表す。ハイブリッド振動絶縁装置１０６、より具体的には、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６内のコントローラ２１４は、スーパバイザ４０２からハイブリッド振動絶縁装置１０６に送出される絶縁装置コマンドに応答して、最適な性能を達成するように適合される。より具体的には、各コントローラ２１４内で実施される制御アルゴリズムが更新される。さらに、各コントローラ２１４は、その更新された制御アルゴリズムを使用し、かつ関連するセンサ２１２からそこに供給されるセンサ信号に基づいて、局所コマンドを生成し、それを関連するアクチュエータ２０８に供給する。アクチュエータ２０８は、こうした局所コマンドに応答して、質量１０４の構造振動を減衰させる。
【００２３】
各絶縁装置１０６内のトランシーバ２１８は、一代替実施形態では、１つまたは複数の他の絶縁装置１０６から、またそこに、データを無線受領および無線送出することができると先に述べた。ここで図６を参照すると、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６が１つまたは複数の他の絶縁装置１０６と無線通信するように構成された、分散型ネットワーク振動絶縁システム６００の機能ブロック図が示されている。絶縁装置１０６が互いに無線通信するように構成される場合、システム６００は、スーパバイザ４０２などの中央集中装置を含む必要がなく、好ましくは含まない。そうではなく、図６に示す実施形態では、振動絶縁装置１０６が、無線通信ネットワーク６０２内の各ノードであり、この場合、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６が、１つまたは複数の他の振動絶縁装置１０６と、ネットワーク６０２内で無線通信することができる。
【００２４】
各ハイブリッド振動絶縁装置１０６は、図６に示すシステム６００において実施される場合、先に述べた説明と実質的に同一に構成される。しかし、図６がさらに示すように、各振動絶縁装置１０６内のコントローラ２１４はさらに、大域プラントモデル６０４を含むように構成される。各コントローラ２１４内に含まれる大域プラントモデル６０４は、スーパバイザ４０２内に含まれる大域プラントモデル４０６と、それが分散型ネットワーク振動絶縁システム６００を表すモデルであるという点で実質的に類似しているが、大域プラントモデル６０４はそれぞれ、順序低減モデル（ｒｅｄｕｃｅｄ  ｏｒｄｅｒ  ｍｏｄｅｌ）として実施される。アクチュエータ２０８とセンサ２１２が並置されているので、順序または各大域プラントモデル６０４の低減は、モデルの安定性に影響を及ぼすとしても大幅にではないことが理解できよう。
【００２５】
図６が示すように、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６は、ネットワーク６０２において１つまたは複数の他の振動絶縁装置１０６に、またそこから、データを送出および受領する。いくつかの実施形態では、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６がさらに、それが他の振動絶縁装置１０６から受領したデータの少なくとも一部を再送出することができる。各ハイブリッド振動絶縁装置１０６が送出および受領するデータは、絶縁装置データを含む。絶縁装置データのフォーマットおよび内容はさまざまでよいが、好ましくは、局所コマンドや局所フィードバック信号など、ハイブリッド振動絶縁装置１０６の状態を表すデータである。絶縁装置データは、好ましくは、システム６００の外乱履歴を表すデータも含む。特定のフォーマットおよび／または内容に関係なく、スーパバイザコントローラ４０８と類似の各ハイブリッド振動絶縁装置１０６内のコントローラ２１４は、受領した絶縁装置データをコントローラ２１４の大域プラントモデル６０４と比較し、その比較に基づいてコントローラ２１４の大域プラントモデル６０４を更新する。
【００２６】
さらに、各コントローラ２１４は、その局所プラントモデル６０４を更新するために、必要に応じて制御アルゴリズムも更新する。コントローラ２１４は、例えば、関連するセンサ２１２からセンサ信号も受領する。コントローラ２１４は、これらのデータそれぞれに応答して、制御アルゴリズムを介して局所コマンドをさらに生成する。そうした局所コマンドは、とりわけ、質量１０４の振動を減衰させるためにアクチュエータ２０８に供給されるアクチュエータコマンドである。コントローラ２１４はまた、上述の絶縁装置データを、ネットワーク６０２内で１つまたは複数の他の振動絶縁装置１０６に送出できるように、トランシーバ２１８に供給する。
【００２７】
いくつかの実施形態では、ネットワーク６０２を、アドホック通信ネットワークとして構成することができる。そうである場合、振動絶縁装置１０６を、ネットワーク６０２を通る最適なデータ伝送経路を決定するように構成することもできる。振動絶縁装置１０６は、この機能を実施するために、多数のデータ伝送経路指定方式のいずれか１つを実施できることが理解されよう。例えば、振動絶縁装置１０６は、いくつか例を挙げると、ＡＯＤＶ（ａｄ−ｈｏｃ  ｏｎ−ｄｅｍａｎｄ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｖｅｃｔｏｒ  ｒｏｕｔｉｎｇ）、ＤＳＲ（ｄｙｎａｍｉｃ  ｓｏｕｒｃｅ  ｒｏｕｔｉｎｇ）、およびＧＳＲ（ｇｌｏｂａｌ  ｓｔａｔｅ  ｒｏｕｔｉｎｇ）を実施することができる。
【００２８】
上述の通信ネットワーク６０２は、図を見やすくし、説明を簡単にするために、各ハイブリッド振動絶縁装置１０６が、ただ１つのネットワーク６０２のメンバであると仮定して図示および説明した。しかし、図７がより明確に示すように、１つの通信ネットワーク６０２−１内の１つまたは複数の振動絶縁装置１０６が、１つまたは複数の他の通信ネットワーク６０２−２、６０２−３、６０２−４、．．．６０２−Ｎのメンバとなり得ることが理解できよう。ネットワークメンバーシップのこうした多重性は、一斉に、またはハイブリッド振動絶縁装置１０６のライフの間の選択された時間だけにおいて生じる可能性がある。
【００２９】
本明細書で説明した分散型ネットワーク振動絶縁システムは、非ネットワーク化システムに比べて性能を増大させ、それと同時に、予測可能な、信頼性の高い、有線様のシステム性能を提供する。開示された装置およびシステムは、中央集中電子回路に特有の大きな単一質点をなくすことによってシステムの複雑さを低減させ、大規模な配線用ハーネスをなくし、構造自体の構造修正を低減させ、外来外乱抑制技術を可能にする。このシステムおよび装置はまた、非ネットワーク化ソリューションに比べて性能を増大させる。
【００３０】
以上、本発明の前述の詳細な説明において、少なくとも１つの例示的実施形態を提示してきたが、多数の変形形態が存在することを理解されたい。１つまたは複数の例示的実施形態は例にすぎず、本発明の範囲、適用範囲、または構成を、いかなる形であれ限定するものではないことも理解されたい。そうではなく、前述の詳細な説明は、当業者に本発明の例示的実施形態を実施するための好都合な指針を提供するものである。添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、例示的実施形態において説明した諸要素の機能および構成にさまざまな変更を行えることが了解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】一例示的振動絶縁システムの概略図である。
【図２】図１のシステムを実施するために使用することができる、ハイブリッド振動絶縁装置の一例示的実施形態の機能ブロック図である。
【図３】図２のハイブリッド振動絶縁装置の例示的な簡略概略図である。
【図４】分散型ネットワーク振動絶縁システムの一実施形態の機能ブロック図である。
【図５】図４のシステムを実施するために使用することができる、スーパバイザの一実施形態のより詳細な機能ブロック図である。
【図６】分散型ネットワーク振動絶縁システムの一代替実施形態の機能ブロック図である。
【図７】複数の相互通信分散型ネットワーク振動絶縁システムの機能ブロック図である。
【符号の説明】
【００３２】
１００  振動絶縁システム
１０２  ペイロード
１０４  質量
１０６  ハイブリッド振動絶縁装置
２０２  受動ダンパ、受動振動絶縁装置
２０４  能動ダンパ、能動振動絶縁装置
２０６  ハウジング組立体
２０８  アクチュエータ
２１２  センサ
２１４  絶縁装置コントローラ
２１６  電源
２１８  無線トランシーバ
３０２  第１のばね
３０４  第２のばね
３０６  ダンパ
４００  分散型ネットワーク振動絶縁システム
４０２  スーパバイザ
４０４  トランシーバ
４０６  大域プラントモデル
４０８  スーパバイザコントローラ
４１０  ホスト装置
５０２  バッファ
５０４  パケタイザ
６００  分散型ネットワーク振動絶縁システム
６０２  無線通信ネットワーク
６０４  大域プラントモデル、局所プラントモデル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2009109008.tif 000009
【外国語明細書】
2009109008000001.pdf