等価質量ブロックを伴うシステムに適用される圧電トランスデューサー1の残留振動を抑制する制御装置であって、容量性エネルギー蓄積部品33と、前記容量性エネルギー蓄積部品33と電気的に接続され、前記圧電トランスデューサー1と電気的に接続するためのスイッチユニット34と、を含み、前記制御装置が非運転モードにおいて作動する際、前記スイッチユニット34が前記容量性エネルギー蓄積部品33の電圧を前記圧電トランスデューサ―に与えて前記圧電トランスデューサー1の残留振動を減少させ、前記容量性エネルギー蓄積部品33の容量値は、前記制御装置が前記非運転モードで作動する間、前記容量性エネルギー蓄積部品33の電圧を前記圧電トランスデューサー1の電圧に略追随させるのに十分な大きさであり、前記非運転モードにおいて、前記容量性エネルギー蓄積部品33の電圧は、VDCを前記容量性エネルギー蓄積部品33の電圧、nを前記システムの電気機械比率、FMを共振周波数において前記等価質量ブロックに加わる外力の振幅、dを前記スイッチユニット34のデューティーサイクルとするとき、以下の式を満たすことを特徴とする制御装置。前記圧電トランスデューサー1が第1の端子と第2の端子を有し、前記容量性エネルギー蓄積部品33は、第3の端子と第4の端子を有し、前記スイッチユニット34は、前記第1、第3の端子間に接続された第1のスイッチ341と、前記第1、第4の端子間に接続された第2のスイッチ342と、前記第2、第4の端子間に接続された第3のスイッチ343と、前記第2、第3の端子間に接続された第4のスイッチ344と、含み、前記スイッチユニット34は、前記第1、第2のスイッチ341、342が交互に導通し、前記第3、第4のスイッチ343、344が交互に導通し、かつ前記第1、第3のスイッチ341、343が同時に導通するように作動することを特徴とする請求項1記載の制御装置。前記非運転モードにおいて、前記スイッチユニット34は、更に、前記圧電トランスデューサー1から放出されたエネルギーにより前記容量性エネルギー蓄電部品33が蓄電されることを可能にすることを更なる特徴とする請求項1または請求項2に記載の制御装置。前記容量性エネルギー蓄積部品33と、前記第1、第4のスイッチ341、344のそれぞれとの間に電気的に接続されたダイオード35と、前記容量性エネルギー蓄積部品33と並列に接続された抵抗36と、を具備することを特徴とする請求項2または請求項3に記載の制御装置。インダクタ37が、前記圧電トランスデューサー1と、前記第1、第2のスイッチ341、342のそれぞれとの間に電気的に接続されることを更なる特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれかに記載の制御装置。前記圧電トランスデューサー1を流れる電流の方向を検出する電流センサが、前記インダクタ37と前記圧電トランスデューサー1との間に電気的に接続され、制御ユニットが、前記スイッチユニット34と前記電流センサに電気的に接続され、前記制御ユニットは、前記非運転モードにおいて、前記電流センサが、前記圧電トランスデューサー1を前記第1の端子から前記第2の端子に流れる電流を検出した場合に、前記第1、第3のスイッチ341、343が導通するように制御し、前記電流センサが、前記圧電トランスデューサー1を前記第2の端子から前記第1の端子に流れる電流を検出した場合に、前記第2、第4のスイッチ342、344が導通するように制御するよう作動することを更なる特徴とする請求項5に記載の制御装置。前記非運転モードにおいて、前記第2のスイッチ342が、前記第1のスイッチ341の導通終了後、所定の時間後に導通し、前記第3のスイッチ343が、前記第2のスイッチ342の導通終了後、所定の時間後に導通することで、前記圧電トランスデューサー1に蓄電するためのエネルギーを前記インダクタ37が放出可能であることを更なる特徴とする請求項5または請求項6に記載の制御装置。電源制御ユニット63が前記容量性エネルギー蓄電部品61に電気的に接続され、前記制御装置は更に、前記電源制御ユニット63が前記容量性エネルギー蓄電部品61に直流電圧を供給し、前記スイッチユニット62が前記圧電トランスデューサー5を駆動して振動させるための駆動信号を出力する運転モードで作動可能であり、前記電源制御ユニット63は、前記非運転モードにおいて、前記容量性エネルギー蓄電部品61への前記直流電圧の供給を停止し、前記非運転モードにおける前記第1、第2のスイッチ621、622のそれぞれの導通角が、前記運転モードにおける前記第1、第2のスイッチ621、622のそれぞれの導通角に対して、略180度位相が異なることを特徴とする請求項2に記載の制御装置。前記電源制御ユニット63が、前記第3の端子と電気的に接続された第5の端子と、第6の端子を有するインダクタ631と、アノードが前記第4の端子と電気的に接続され、カソードが前記第6の端子と電気的に接続され、前記アノードが更に外部の直流電源7の負の端子に電気的に接続されるダイオード632と、前記第6の端子と、前記外部の直流電源7の正の端子との間に電気的に接続された電源制御スイッチ633と、を具備し、前記電源制御スイッチ633は、前記運転モードにおいて導通して、前記外部の直流電源7からのエネルギーが前記容量性エネルギー蓄積部品61に前記インダクタ631を介して供給され、前記電源制御スイッチ633は、前記非運転モードにおいて導通を停止して、前記外部の直流電源7から前記容量性エネルギー蓄積部品61への接続を遮断することを特徴とする請求項8に記載の制御装置。変圧器64が、前記スイッチユニット62と前記圧電トランスデューサー5との間に接続され、前記スイッチユニット62から出力された信号を増幅し、増幅された前記信号を圧電トランスデューサー5に供給することを更なる特徴とする請求項8または請求項9に記載の制御装置。前記容量性エネルギー蓄積部品33又は61の容量値は、前記圧電トランスデューサー1又は5の等価回路の静電キャパシタの容量値の10分の1よりも大きくないことを更なる特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の制御装置。前記容量性エネルギー蓄積部品33又は61の容量値は、1pF~10μFの範囲にあることを更なる特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の制御装置。しかしながら、従来の残留振動制御回路3’は、非運転モードの初期段階では圧電トランスデューサー1の残留振動を抑制するが、残留振動が非常に小さいレベルになってくると、直流電源31のエネルギーがスイッチ32を介して圧電トランスデューサー1の振動の収束を妨げる可能性があり、圧電トランスデューサー1を再び振動させてしまう可能性もある。また、非特許文献1は、圧電トランスデューサーからエネルギーを得るエネルギーハーベスティング装置について開示しているが、このエネルギーハーベスティング装置は、スーパーウルトラキャパシタを発生エネルギーの蓄電に使用するものである。本発明の目的は、残留振動を確実に収斂させることが可能な、圧電トランスデューサーの残留振動を抑制する制御装置を提供することである。前述した目的を達成するため、等価質量ブロックを伴うシステムに適用される圧電トランスデューサーの残留振動を抑制する本発明の制御装置は、容量性エネルギー蓄積部品とスイッチユニットを含む。スイッチユニットは、容量性エネルギー蓄積部品と電気的に接続され、また、圧電トランスデューサーと電気的に接続するためのものである。制御装置は、スイッチユニットにより容量性エネルギー蓄積部品の電圧を圧電トランスデューサーに与え、圧電トランスデューサーの残留振動を減少させる非運転モードで作動できる。容量性エネルギー蓄積部品の容量値は、制御装置が非運転モードで作動する間、容量性エネルギー蓄積部品の電圧を圧電トランスデューサーの電圧に略追随させるのに十分な大きさである。非運転モードにおける容量性エネルギー蓄積部品の電圧は、以下の式に従う。ここで、VDCは容量性エネルギー蓄積部品の電圧、nはシステムの電気機械比率、FMは共振周波数で等価質量ブロックに加わる外力の振幅、dはスイッチユニットのデューティーサイクルである。本発明により、残留振動を確実に収斂させることが可能な、圧電トランスデューサーの残留振動を抑制する制御装置を提供することが可能になる。本発明について、図を参照しながら以下2つの好適な実施形態により詳細に説明する。[第1の実施形態]図1から図3を参照し説明する。圧電トランスデューサーの残留振動を抑制する本発明の第1の実施形態の制御装置は、駆動回路2、残留振動制御回路3、スイッチ回路4を含む。制御装置は、運転モードと非運転モードの両方で作動する。運転モードでは、スイッチ回路4により、駆動回路2と圧電トランスデューサー1が電気的に接続され、駆動回路2が、圧電トランスデューサー1を駆動して振動させるための駆動信号として正弦電流を出力する。非運転モードでは、スイッチ回路4により、残留振動制御回路3と圧電トランスデューサー1が電気的に接続され、残留振動制御回路3は、圧電トランスデューサー1の残留振動を抑制する。圧電トランスデューサー1の残留振動が続いている間、圧電トランスデューサー1は、圧電による電流を出力する。この電流は上記と同じく正弦電流であるが、振幅は相対的に小さい。圧電トランスデューサー1は、第1の端子と第2の端子を有する。残留振動制御回路3は、容量性エネルギー蓄積部品33、スイッチユニット34、ダイオード35、抵抗36、インダクタ37、電流センサ38、制御ユニット39を含む。容量性エネルギー蓄積部品33は、第3の端子と第4の端子を有する。この実施形態では、容量性エネルギー蓄積部品33はキャパシタである。非運転モード下で、スイッチユニット34は、第1、第3の端子間に接続された第1のスイッチ341、第1、第4の端子間に接続された第2のスイッチ342、第2、第4の端子間に接続された第3のスイッチ343、第2、第3の端子間に接続された第4のスイッチ344を含む。ダイオード35は、カソードが容量性エネルギー蓄積部品33に電気的に接続され、アノードが第1、第4のスイッチ341、344のそれぞれに電気的に接続される。すなわち、ダイオード35は、第1、第4のスイッチ341、344から容量性エネルギー蓄積部品33の第3の端子への電流路を形成する。抵抗36は、容量性エネルギー蓄積部品33と並列に接続される。インダクタ37は、圧電トランスデューサー1と、第1、第2のスイッチ341、342のそれぞれとの間に電気的に接続される。電流センサ38は、インダクタ37と圧電トランスデューサー1の間に電気的に接続され、圧電トランスデューサー1を流れる電流の方向を検出する。制御ユニット39は、スイッチユニット34および電流センサ38に電気的に接続される。図3、図4を参照して説明する。図4において、波形81は、圧電トランスデューサー1の電流を示す。波形82は、第1、第3のスイッチ341、343の状態を示す。波形83は、第2、第4のスイッチ342、344の状態を示す。波形82、83において、高レベルは、スイッチ341から344が導通しているオン状態、低レベルは、非導通オフの状態を示す。非運転モードにおいて、電流センサ38は、圧電トランスデューサー1を流れる電流の方向を検出する。制御ユニット39は非運転モードで作動し、電流センサ38が圧電トランスデューサー1に正の電流、すなわち、第1の端子から第2の端子の方向へ電流が流れるのを検出すると、第1、第3のスイッチ341、343が導通するよう制御し、電流センサ38が圧電トランスデューサー1に負の電流、すなわち、第2の端子から第1の端子の方向へ電流が流れるのを検出すると、第2、第4のスイッチ342、344が導通するように制御する。その結果、スイッチユニット34は、圧電トランスデューサー1が放出するエネルギーにより容量性エネルギー蓄積部品33が蓄電されるように第1、第2のスイッチ341、342が交互に導通し、第3、第4のスイッチ343、344が交互に導通し、かつ、第1、第3のスイッチ341、343を同時に導通するように作動するよう制御される。さらに、圧電トランスデューサー1の電圧が正すなわち、圧電トランスデューサー1に正の電流が流れる位相では、容量性エネルギー蓄電部品33は、同等の正の電圧を圧電トランスデューサー1に与え、圧電トランスデューサー1の電圧が負圧電トランスデューサー1に負の電流が流れる位相では、容量性エネルギー蓄電部品33は、同等の負の電圧を圧電トランスデューサー1に与え、圧電トランスデューサー1の残留振動を抑制する。また、非運転モードでは、第2のスイッチ342が、第1のスイッチ341の導通の終了から所定の時間T図4では理解を容易とするため時間Tは拡大して表示されている後に導通し、第3のスイッチ343が、第2のスイッチ342の導通の終了から所定の時間T後に導通し、インダクタ37がエネルギーを放出して圧電トランスデューサー1に蓄電できるようにすることが好ましい。これによって、スイッチユニット34のスイッチング損失が減少する。図3から図5を参照して説明する。波形84は、容量性エネルギー蓄積部品33の電圧を示す。残留振動制御回路3と、圧電トランスデューサーからエネルギーを得る非特許文献1のエネルギーハーベスティング装置とは明確に異なる。相違点は、残留振動制御回路3の容量性エネルギー蓄積部品33の容量値が、非運転モード下で、容量性エネルギー蓄積部品33の電圧が圧電トランスデューサー1の電圧に略追従できるものとすれば十分である点である。これにより、容量性エネルギー蓄積部品33は、圧電トランスデューサー1から放出されるエネルギーによって蓄電され、抵抗36が容量性エネルギー蓄積部品33により放出されるエネルギーの放電経路として機能する。非運転モード下で圧電トランスデューサー1の電圧は、その残留振動の振幅によって変化する。すなわち、圧電トランスデューサー1の残留振動振幅が大きいほど、容量性エネルギー蓄積部品33は多くのエネルギーを獲得し、容量性エネルギー蓄積部品33の電圧は高くなる。一方、圧電トランスデューサー1の残留振動振幅が小さいほど、容量性エネルギー蓄積部品33のエネルギー獲得量は小さくなり、容量性エネルギー蓄積部品33の電圧が低くなる。さらに、容量性エネルギー蓄積部品33の電圧は、圧電トランスデューサー1の残留振動が抑制された後は略ゼロまで減少する。前述のエネルギーハーベスティング装置は、以上に説明した特性を有しないスーパーウルトラキャパシタを使用するものである。図1から図3を参照して説明する。圧電トランスデューサー1は等価質量ブロック図示しないを有するシステム図示しないに適用applyされる。シングルモードの支配方程式は式1で表わされる。ここで、uは等価質量ブロックの変位、Mは等価質量ブロックの質量、Dはシステムの機械的減衰、Kはシステムの剛性、fは等価質量ブロックにかかる外力、nはシステムの電気機械比率、vpは圧電トランスデューサー1の電圧を示す。短絡条件すなわち、vp=0では、圧電トランスデューサー1は周波数領域において力学的に式2~4を満たす。ここで、ωは角周波数、ωγは共振角周波数、UMshortは共振周波数における圧電トランスデューサー1の変位振幅、FMは共振周波数において圧電トランスデューサー1にかかる外力振幅である。非運転モードでは、圧電トランスデューサー1の電圧は、容量性エネルギー蓄積部品33とスイッチユニット34によって決定される。フーリエ定理によれば、圧電トランスデューサー1の一次高調波電圧は次式5を満たす。ここで、VDCは容量性エネルギー蓄積部品33の電圧、dは第1~第4のスイッチ341~344のデューティーサイクル、signexは圧電トランスデューサー1の電流変化を示すシグナル関数である。式5のvpを式1に代入すると、圧電トランスデューサー1は周波数領域で力学的に次式6、7を満たす。ここで、UMは圧電トランスデューサー1の周波数領域での変位振幅を示す。式7と式4を比較すると、圧電トランスデューサー1の変位の理論的減衰は次式8を満たす。式8によれば、圧電トランスデューサー1の残留振動は、次式9が満たされるとき抑制される。満たさない場合には、残留振動が発生する。容量性エネルギー蓄積部品33の電圧は、非運転モードでは、残留振動の振幅により変化する圧電トランスデューサー1の電圧に略追随するので、容量性エネルギー蓄積部品33の電圧の最大値は式9を満たすことが好ましく、その電圧が式9の上限値に近付くほど、制御装置による抑制効果が大きくなる。また、容量性エネルギー蓄積部品33の容量値は次式10によって計算できる。ここで、Cは容量性エネルギー蓄積部品33の容量値、Itは容量性エネルギー蓄積部品33の電流値である。容量性エネルギー蓄積部品33の容量値は、圧電トランスデューサー1の等価回路における静電コンデンサの容量値の10分の1より大きくならないようにすることが好ましい。また、容量性エネルギー蓄積部品33の容量値は1pF~10μFの範囲であることが好ましい。例えば、本実施形態を、カンチレバー片持ち梁システムの圧電トランスデューサーの残留振動の抑制に適用した場合、容量性エネルギー蓄積部品33の容量値はμFレベルであるが、それに限ることはない。その容量値は、カンチレバーシステムにおけるパラメータと、圧電トランスデューサーの寸法により決定される。図2、図3を参照して説明する。従来の残留振動制御装置3’と比較すると、本実施形態の残留振動制御回路3は、直流電流電源31に置き換えて、小さな容量の容量性エネルギー蓄積部品33を用いている。圧電トランスデューサー1の残留振動振幅が低レベルに減少したとき、容量性エネルギー蓄積部品33の電圧も低レベルに減少する。そのため、容量性エネルギー蓄積部品33のエネルギーは、圧電トランスデューサー1の振動の収斂をスイッチユニット34を介して妨げることなく、圧電トランスデューサー1の残留振動は確実に収斂する。[第2の実施形態]図6に示すように、圧電トランスデューサー5の残留振動を抑制するための本発明の第2の実施形態の制御装置は、容量性エネルギー蓄積部品61、スイッチユニット62、電源制御ユニット63、変圧器64、制御ユニット65を含む。圧電トランスデューサー5は第1の端子と第2の端子を有する。また、容量性エネルギー蓄積部品61は第3の端子と第4の端子を有する。本実施形態において、容量性エネルギー蓄積部品61はキャパシタである。スイッチユニット62は、第1、第3の端子間に接続された第1のスイッチ621、第1、第4の端子間に接続された第2のスイッチ622、第2、第4の端子間に接続された第3のスイッチ623、第2、第3の端子間に接続された第4のスイッチ624を含む。電源制御ユニット63は、インダクタ631と、ダイオード632、電源制御スイッチ633を含む。インダクタ631は、第3の端子に電気的に接続された第5の端子と、第6の端子を有する。ダイオード632は、アノードが第4の端子に電気的に接続され、カソードが第6の端子に電気的に接続される。アノードは、更に、外部の直流電源7の負の端子に電気的に接続される。電源制御スイッチ633は、第6の端子と、外部の直流電源7の正の端子間に接続される。変圧器64は、スイッチユニット62と圧電トランスデューサー5間に電気的に接続される。制御ユニット65は、スイッチユニット62と電源制御ユニット63とに電気的に接続される。図6、図7を参照して説明する。図7において、波形91は、電源制御スイッチ633の状態を示し、波形92は、第1、第3のスイッチ621、623の状態を示し、波形93は、第2、第4のスイッチ622、624の状態を示し、波形94は、圧電トランスデューサー5の電流を示す。波形91から93において、高レベルは導通オン状態を、低レベルは非導通オフ状態を示す。制御装置は、運転モードおよび非運転モードの両方で作動する。運転モードにおいて、制御ユニット65は、スイッチユニット62と電源制御ユニット63を制御して、電源制御スイッチ633を導通させ、第1、第2のスイッチ621、622を交互に導通させ、第3、第4のスイッチ623、624を交互に導通させ、かつ、第1、第3のスイッチ621、623を同時に導通させる。これにより、電源制御ユニット63は、容量性エネルギー蓄積部品61に直流電圧を供給する容量性エネルギー蓄積部品61はこれにより充電される。また、スイッチユニット62は、容量性エネルギー蓄積部品61の電圧に等しい振幅の駆動信号を出力する。駆動信号は変圧器64により増幅され、圧電トランスデューサー5を駆動し振動させる。第1、第3のスイッチ621、623が導通すると、圧電トランスデューサー5を流れる電流は負になる第2の端子から第1の端子に向かって電流が流れる。また、第2、第4のスイッチ622、624が導通すると、圧電トランスデューサー5を流れる電流は正になる第1の端子から第2の端子に向かって電流が流れる。非運転モードでは、制御ユニット65は、スイッチユニット62と電源制御ユニット63を制御して、電源制御スイッチ633を非導通とし、第1、第2のスイッチ621、622を交互に導通させ、第3、第4のスイッチ623、624を交互に導通させ、かつ、第1、第3のスイッチ621、623を同時に導通させる。さらに、非運転モードでの第1、第2のスイッチ621、622のそれぞれの導通角が、運転モードにおける第1、第2のスイッチ621、622のそれぞれの導通角に対して略180度位相が異なる。これにより、電源制御ユニット63は、容量性エネルギー蓄積部品61への直流電流の供給を止めるこれにより容量性エネルギー蓄積部品61へそれ以上充電されなくなる。非運転モードにおいて、第1、第3のスイッチ621、623が導通するとき、容量性エネルギー蓄積部品61はスイッチユニット62を介して変圧器64に同等の正の電圧を与えるこのとき、圧電トランスデューサー5を流れる電流は正である。第2、第4のスイッチ622、624が導通するとき、容量性エネルギー蓄積部品61は、スイッチユニット62を介して変圧器64に負の電圧を与えるこのとき、圧電トランスデューサー5を流れる電流は負である。変圧器64は、容量性エネルギー蓄積部品61の電圧を増幅し、増幅された電圧を圧電トランスデューサー5に与え、その残留振動を抑制する。この実施形態において、変圧器64は省略してもよい。この場合、第1の端子は、第1、第2のスイッチ621、622のそれぞれに直接電気的に接続され、第2の端子が、第3、第4のスイッチ623、624のそれぞれに直接電気的に接続される。図6から図8を参照して説明する。波形95は、容量性エネルギー蓄積部品61の電圧を示す。容量性エネルギー蓄積部品61は、容量性エネルギー蓄積部品61が運転モード下でプリチャージされることを可能とし、かつ、非運転モード下で、容量性エネルギー蓄積部品61の電圧が圧電トランスデューサー5にかかる電圧に略追従することを可能とする十分な容量値であればよい。それによって、圧電トランスデューサー5が、容量性エネルギー蓄積部品61によって蓄電される。さらに、容量性エネルギー蓄積部品61の電圧は、圧電トランスデューサー5の残留振動が抑制された後には略ゼロに減少する。このように、圧電トランスデューサー5の振動の収束が妨げられることない。非運転モード下では、容量性エネルギー蓄積部品61の電圧が、残留振動振幅によって変化する圧電トランスデューサー5の電圧に略追従するので、容量性エネルギー蓄積部品61の電圧の最大値は、式9を満足することが好ましく、電圧が式9の上限値に近づくほど、制御装置による抑制効果は大きくなる。さらに、容量性エネルギー蓄積部品61の容量値は、式10によって算出可能である。容量性エネルギー蓄積部品61の容量値は、圧電トランスデューサー5の等価回路における静電キャパシタの容量値の10分の1より大きくならないようにすることが好ましい。また、容量性エネルギー蓄積部品61の容量値は1pFから10μFの範囲であることが好ましい。