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JP4640668B2 - Structure damping method and damping system - Google Patents
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Description

本発明は、構造体の制振方法および制振システムに関する。   The present invention relates to a structure damping method and damping system.

従来より、構造体の振動を抑制するための制振手法については、様々な手法が提案されている。例えば、特許文献1では、塔状構造物の基部近傍に設置したアクチュエータに、当該塔状構造物に発生する歪を拘束する向きの力を発生させることにより、当該塔状構造物の振動を制御する制振装置が開示されている。また、特許文献2では、衛星構体パネルの表面に圧電センサと圧電アクチュエータとからなる制振装置を貼着し、当該衛星構体パネルに生じる振動を相殺する振動を前記圧電アクチュエータに発生させる制振方法および制振装置が開示されている。
特開2003−221807号公報 (第2−3頁、第1図) 特開2002−321700号公報 (第2−4頁、第4図)
Conventionally, various methods have been proposed as a vibration control method for suppressing vibration of a structure. For example, in Patent Document 1, the actuator installed in the vicinity of the base of the tower-like structure is controlled to control the vibration of the tower-like structure by generating a force in a direction to restrain the strain generated in the tower-like structure. A vibration damping device is disclosed. Further, in Patent Document 2, a vibration damping method in which a vibration damping device including a piezoelectric sensor and a piezoelectric actuator is attached to the surface of a satellite structure panel, and vibrations that cancel vibrations generated in the satellite structure panel are generated in the piezoelectric actuator. And a damping device is disclosed.
JP 2003-221807 (page 2-3, FIG. 1) JP 2002-321700 A (page 2-4, FIG. 4)

しかしながら、構造体を制振する場合、特許文献1や特許文献2に記載された従来の制振装置や制振方法では、構造体の振動方向とアクチュエータの加振方向にズレがある場合、大きな制振効果を得ることができない問題がある。加えて、制御システムの設計も複雑になることが多く、信頼性も高いとは言えない。
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、制振効果が大きいうえに、信頼性が高く、制御系の構成も容易な構造体の制振方法および制振システムを提供することを目的とする。
However, in the case of damping the structure, in the conventional damping device and damping method described in Patent Document 1 and Patent Document 2, if there is a deviation between the vibration direction of the structure and the excitation direction of the actuator, There is a problem that the vibration control effect cannot be obtained. In addition, the control system design is often complicated and cannot be said to be highly reliable.
The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a vibration damping method and a vibration damping system for a structure that have a large vibration damping effect, high reliability, and easy control system configuration. With the goal.

上記目的を達成するため、本発明に係る構造体の制振方法では、構造体の撓み増大時に、静止状態における当該構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線方向に、定振幅且つ定周期の加振力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線に近づく方向に撓ませることにより、前記撓みを制御することを特徴とする。
ここで、構造体は、機器から構造物まで含む対象物の総称である。また、定振幅とは、最大振幅が一定ということであり、定周期とは、周期が一定ということである。
構造体に加振力を入力した場合、当該構造体は当該加振力の入力方向若しくはそれに近い方向に振動する。換言すると、構造体は加振方向に近づくように振動して撓みは加振方向に近づくという特性を有している。本発明はこの原理(以下、第一原理と呼ぶ。)を利用したものである。
したがって、図1に示すような基端部を固定支持された片持ち梁の先端部の撓みが増大しつつある場合において、当該片持ち梁の基端部に、X軸方向(静止状態における構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線方向)に定振幅且つ定周期の加振力を入力することにより、上記の第一原理より、片持ち梁は当該加振力の入力方向若しくはそれに近い方向、即ち、X軸方向(構造体の軸線方法)に近づくように振動するため、片持ち梁先端部の撓みの増大を抑制する(撓みを減少させる)ように制御可能である。
In order to achieve the above object, in the vibration damping method for a structure according to the present invention, when the deflection of the structure is increased, the axial direction is vertically lowered from the center of gravity of the structure in a stationary state toward the base end surface of the structure. In addition , the bending force is controlled by inputting an exciting force having a constant amplitude and a constant period to the structure body and bending the structure body in a direction approaching the axis .
Here, the structure is a general term for objects including equipment and structures. The constant amplitude means that the maximum amplitude is constant, and the constant period means that the period is constant.
When an excitation force is input to the structure, the structure vibrates in the input direction of the excitation force or a direction close thereto. In other words, the structure has a characteristic that it vibrates so as to approach the excitation direction, and the flexure approaches the excitation direction. The present invention utilizes this principle (hereinafter referred to as the first principle).
Therefore, in the case where the bending of the tip end portion of the cantilever beam whose base end portion is fixedly supported as shown in FIG. 1 is increasing, the base end portion of the cantilever beam has an X-axis direction (structure in a stationary state). By inputting a constant amplitude and constant period excitation force from the center of gravity of the body in the direction of the axis perpendicular to the base end surface of the structure, the cantilever is Controls to suppress (decrease) the increase in deflection of the tip of the cantilever because it vibrates so as to approach the force input direction or a direction close to it, that is, the X-axis direction (structure axis method). Is possible.

また、本発明に係る構造体の制振方法では、構造体の撓み減少時に、静止状態における当該構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線回りの遠心力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線から離れる方向に撓ませることにより、前記撓みを制御することを特徴とする。
ここで、遠心力の入力は、正負反転入力でもよいし、一方向のみの回転入力でもよい。また、定回転角度(最大回転角度が一定)且つ定周期入力でもよいし、定回転角度または定周期入力でなくてもよい。
構造体に遠心力を入力した場合、当該構造体は当該遠心力の回転中心から離れる方向に移動しようとする。本発明はこの原理(以下、第二原理と呼ぶ。)を利用したものである。したがって、図2に示すような基端部を固定支持された片持ち梁の先端部の撓みが減少しつつある場合において、当該片持ち梁の基端部にX軸回りの遠心力を入力することにより、第二原理より、片持ち梁の先端部は当該遠心力の回転中心、即ち、X軸から離れようとするため、片持ち梁先端部の撓みの減少に対して制動を与えるように制御可能である。
Further, in the structure damping method according to the present invention, when the bending of the structure is reduced, the centrifugal force about the axis perpendicular to the base end surface of the structure from the center of gravity of the structure in a stationary state is applied. The bending is controlled by inputting to the structure and bending the structure away from the axis .
Here, the input of centrifugal force may be a positive / negative inversion input or a rotational input in only one direction. Further, it may be a constant rotation angle (the maximum rotation angle is constant) and a fixed cycle input, or may not be a fixed rotation angle or a fixed cycle input.
When a centrifugal force is input to the structure, the structure tries to move away from the center of rotation of the centrifugal force. The present invention utilizes this principle (hereinafter referred to as the second principle). Therefore, when the bending of the distal end portion of the cantilever beam whose base end portion is fixedly supported as shown in FIG. 2 is decreasing, the centrifugal force around the X axis is input to the proximal end portion of the cantilever beam. Thus, according to the second principle, the tip of the cantilever beam tends to move away from the rotational center of the centrifugal force, that is, the X axis, so that braking is applied to the decrease in bending of the tip of the cantilever beam. It can be controlled.

また、本発明に係る構造体の制振方法では、構造体の撓み増大時に、静止状態における当該構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線方向に、定振幅且つ定周期の加振力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線に近づく方向に撓ませ、当該構造体の撓み減少時に、前記軸線回りの遠心力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線から離れる方向に撓ませることにより、当該構造体の撓みを制御することを特徴とする。
本発明は、第一原理および第二原理を利用したものであり、構造体の撓み増大時に軸線方向に定振幅且つ定周期の加振力を当該構造体に入力し、当該構造体の撓み減少時に軸線回りの遠心力を当該構造体に入力することにより、より大きな制振効果を得ることができる。
Further, in the structure damping method according to the present invention, when the deflection of the structure increases, the axis of gravity of the structure in a stationary state from the center of gravity of the structure toward the base end surface of the structure has a constant amplitude and A constant-period excitation force is input to the structure to bend the structure in a direction approaching the axis, and when the bending of the structure is reduced, a centrifugal force around the axis is input to the structure to The bending of the structure is controlled by bending the structure in a direction away from the axis .
The present invention uses the first principle and the second principle, and when the deflection of the structure is increased, a constant amplitude and constant period excitation force is input to the structure to reduce the deflection of the structure. Sometimes a greater damping effect can be obtained by inputting centrifugal force around the axis to the structure.

また、本発明に係る構造体の制振方法では、撓みが増大する場合には前記構造体先端部の撓みと前記構造体先端部の撓み速度の積が正またはゼロとなるから、その場合に前記軸線方向に定振幅且つ定周期の加振力を当該構造体に入力し、また、撓みが減少する場合には前記撓みと前記撓み速度の積が負となるから、その場合に前記軸線回りの遠心力を当該構造体に入力してもよい。
図3に示す基端部を固定支持された片持ち梁を用いて説明する。図中、片持ち梁先端部のY軸方向(X軸に直交する方向)の撓みをPyとし、Y軸方向の撓み速度をVyとする。
Pyが正の場合、片持ち梁の先端部はY軸の正側にある。このとき、Vyが正ならば、片持ち梁の先端部はX軸から遠ざろうとしている(撓みは増大する)ことになる(図3(a)参照)。逆に、Pyが負の場合、片持ち梁の先端部はY軸の負側にある。このとき、Vyが負ならば、片持ち梁の先端部はX軸から遠ざろうとしている(撓みは増大する)ことになる。即ち、PyVy≧0の場合、片持ち梁の先端部の撓みは増大することを意味する。従って、この場合にX軸方向に定振幅且つ定周期の加振力を片持ち梁に入力すれば、片持ち梁先端部の撓みの増大は抑制される。
また、Pyが正(片持ち梁の先端部はY軸の正側にある)場合、Vyが負ならば、片持ち梁の先端部はX軸に近づこうとしている(撓みは減少する)ことになる(図3(b)参照)。逆に、Pyが負(片持ち梁の先端部はY軸の負側にある)場合、Vyが正ならば、片持ち梁の先端部はX軸に近づこうとしている(撓みは減少する)ことになる。即ち、PyVy<0の場合、片持ち梁の先端部の撓みは減少することを意味する。従って、この場合にはX軸回りの遠心力を片持ち梁に入力すれば、片持ち梁先端部の撓みの減少は抑制される。
Further, in the structure damping method according to the present invention, when the bending increases, the product of the bending of the structure tip and the bending speed of the structure tip becomes positive or zero. enter the exciting force of constant amplitude and fixed cycle in the axial direction in the structure, also, because the product of the speed deflection the deflection and the is negative when the deflection is reduced, the axis around which case The centrifugal force may be input to the structure.
The base end portion shown in FIG. 3 will be described using a cantilever beam fixedly supported. In the figure, the deflection in the Y-axis direction (direction perpendicular to the X-axis) at the tip of the cantilever is Py, and the deflection speed in the Y-axis direction is Vy.
When Py is positive, the tip of the cantilever is on the positive side of the Y axis. At this time, if Vy is positive, the tip of the cantilever beam is going away from the X axis (the deflection increases) (see FIG. 3A). Conversely, when Py is negative, the tip of the cantilever is on the negative side of the Y axis. At this time, if Vy is negative, the tip of the cantilever beam is going away from the X axis (the deflection increases). That is, when PyVy ≧ 0, it means that the bending of the tip of the cantilever increases. Therefore, in this case, if an excitation force having a constant amplitude and a constant period is input to the cantilever in the X-axis direction, an increase in bending of the tip of the cantilever is suppressed.
Also, if Py is positive (the tip of the cantilever is on the positive side of the Y-axis), if Vy is negative, the tip of the cantilever is approaching the X-axis (the deflection is reduced). (See FIG. 3B). Conversely, when Py is negative (the tip of the cantilever is on the negative side of the Y-axis), if Vy is positive, the tip of the cantilever is approaching the X-axis (the deflection is reduced). It will be. That is, when PyVy <0, it means that the bending of the tip of the cantilever is reduced. Therefore, in this case, if the centrifugal force around the X-axis is input to the cantilever, the decrease in the bending of the tip of the cantilever is suppressed.

また、本発明に係る構造体の制振方法では、前記加振力および前記遠心力の前記構造体への入力に先立ち、入力値のゼロ補正を行うことが好ましい。
構造体の撓み状態により加振力と遠心力の切換を行う制御では、加振力あるいは遠心力を発生するアクチュエータの並進位置や回転角度は初期値がゼロであることを想定している。しかし、通常、加振力と遠心力の切換時に、アクチュエータの初期値がゼロであることはまずない。その結果、アクチュエータの原点の偏差が蓄積されていくことになる。そこで、本発明では、加振力および遠心力の構造体への入力に先立ち、入力値のゼロ補正を行うものである。
In the structure damping method according to the present invention, it is preferable to perform zero correction of an input value prior to inputting the excitation force and the centrifugal force to the structure.
In the control for switching the excitation force and the centrifugal force according to the bending state of the structure, it is assumed that the initial value of the translation position and the rotation angle of the actuator that generates the excitation force or the centrifugal force is zero. However, normally, when switching between the excitation force and the centrifugal force, the initial value of the actuator is unlikely to be zero. As a result, the deviation of the origin of the actuator is accumulated. Therefore, in the present invention, the input value is zero-corrected prior to the input of the excitation force and the centrifugal force to the structure.

また、本発明に係る構造体の制振方法では、前記加振力および/または前記遠心力の入力は、正弦波による定周期振動入力とすることが好ましい。
定周期振動は、周期が一定であることのみを規定するため、如何なる形状の波形であっても、一定周期でその波形が繰り返されれば定周期振動である。しかし、波形の形状によっては構造体にスパイク現象を励起するなど、制御系にとって好ましくない場合がある。そこで、本発明では、定周期振動入力として正弦波を好適とする。
In the structure damping method according to the present invention, it is preferable that the excitation force and / or the centrifugal force is input as a periodic vibration input using a sine wave .
Since the periodic vibration only defines that the period is constant, the waveform having any shape is a periodic vibration if the waveform is repeated at a constant period. However, depending on the shape of the waveform, there are cases where it is not preferable for the control system, such as exciting a spike phenomenon in the structure. Therefore, in the present invention, a sine wave is suitable as the fixed-period vibration input.

また、本発明に係る構造体の制振システムでは、静止状態における構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線方向の加振力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線に近づく方向に撓ませることができるとともに、前記軸線回りの遠心力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線から離れる方向に撓ませることができるアクチュエータを当該構造体の基端部に備え、当該構造体の先端部には当該構造体の撓みを検知するためのセンサーを備えることを特徴とする。
本発明では、加振力と遠心力を構造体に入力することができるアクチュエータを構造体の基端部に備えるとともに、当該構造体の先端部に当該構造体の撓みを検知するセンサーを備えることにより、構造体の撓みに応じて加振力と遠心力の切換を行う制振システムを実現することができる。
Further, in the structure damping system according to the present invention, an axial excitation force that is vertically lowered from the center of gravity of the structure in a stationary state toward the base end surface of the structure is input to the structure. An actuator capable of deflecting the structure in a direction approaching the axis and inputting a centrifugal force around the axis to the structure to bend the structure in a direction away from the axis. And a sensor for detecting the bending of the structure is provided at the distal end of the structure.
In the present invention, an actuator that can input an excitation force and a centrifugal force to the structure is provided at the base end of the structure, and a sensor that detects the bending of the structure is provided at the tip of the structure. Thus, it is possible to realize a vibration suppression system that switches between an excitation force and a centrifugal force according to the bending of the structure.

本発明では、静止状態における構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線方向の加振力を、あるいは、当該軸線回りの遠心力を構造体に入力する。故に、制振効果が構造体の振動方向に依存することはなく、構造体の振動との干渉を考慮する必要もない。その結果、構造体の振動方向によって制振性能が大きく変化することもなく、高い制振性能を得ることができる。
また、本発明によれば、構造体の撓み増大時に軸線方向の加振力を、当該構造体の撓み減少時に軸線回りの遠心力を当該構造体に入力することにより、より大きな制振効果を得ることができる。
さらに、本発明では、制御入力は一定振幅且つ一定周期の加振力または遠心力でよいため、制御システムの構成がシンプルになる。その結果、制振システムの信頼性が向上する。
In the present invention, the exciting force in the axial direction perpendicular to the base end surface of the structure body from the center of gravity of the structure body in a stationary state or the centrifugal force around the axis line is input to the structure body. Therefore, the damping effect does not depend on the vibration direction of the structure, and it is not necessary to consider interference with the vibration of the structure. As a result, it is possible to obtain a high damping performance without greatly changing the damping performance depending on the vibration direction of the structure.
In addition, according to the present invention, a greater vibration damping effect can be obtained by inputting an axial excitation force when the structure is increased in bending and a centrifugal force around the axis when the structure is decreased in bending. Obtainable.
Furthermore, in the present invention, the control input may be an excitation force or a centrifugal force having a constant amplitude and a constant period, so that the configuration of the control system becomes simple. As a result, the reliability of the vibration suppression system is improved.

以下、本発明に係る構造体の制振方法および制振システムの実施形態について、図面に基いて説明する。
図4は、本発明に係る構造体の制振システムの実施形態の一例を示す概略図である。
図4に示すように、本実施形態による構造体の制振システム1では、棒状の構造体2の基端部に並進アクチュエータ3と回転アクチュエータ4が備え付けられている。一方、棒状の構造体2の先端部にはセンサー5が取付けられている。
以下、便宜上、静止状態における構造体2の重心から構造体2の基端面に向けて垂直におろした軸線方向をX軸方向、X軸に直交する方向をY軸方向とする。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a structure damping method and a damping system according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of an embodiment of a structure damping system according to the present invention.
As shown in FIG. 4, in the structure damping system 1 according to the present embodiment, a translational actuator 3 and a rotary actuator 4 are provided at the base end of a rod-like structure 2. On the other hand, a sensor 5 is attached to the tip of the rod-like structure 2.
Hereinafter, for the sake of convenience, the axial direction perpendicular to the center of gravity of the structure 2 in the stationary state from the base end surface of the structure 2 is defined as the X-axis direction, and the direction orthogonal to the X-axis is defined as the Y-axis direction.

並進アクチュエータ3は、その先端部をX軸方向に伸縮させることにより、構造体2にX軸方向の加振力を入力することができる。また、回転アクチュエータ4は、X軸回りに回転することにより、構造体2にX軸回りの遠心力を入力することができる。
センサー5は、構造体2先端部のY軸方向の撓みPとY軸方向の撓み速度Vを計測する。通常、センサー5で検出された構造体2の加速度を積分することにより、撓みと撓み速度を得る。
The translation actuator 3 can input an excitation force in the X-axis direction to the structure 2 by expanding and contracting its tip in the X-axis direction. The rotary actuator 4 can input centrifugal force around the X axis to the structure 2 by rotating around the X axis.
The sensor 5 measures the deflection P y in the Y-axis direction and the deflection speed V y in the Y-axis direction at the tip of the structure 2. Usually, by integrating the acceleration of the structure 2 detected by the sensor 5, the bending and the bending speed are obtained.

次に、本実施形態による構造体の制振システム1を用いて構造体2を制振する方法について説明する。
図5は、本発明に係る構造体の制振方法の制御フローを示す図である。
本発明に係る構造体の制振方法および制振システムでは、構造体2先端部の撓みPを撓み目標値e以下、且つ、構造体2先端部の撓み速度Vを撓み速度目標値e以下にする制御を行う(S1)。
先ず、構造体2先端部のY軸方向の撓みPが撓み目標値e以下であるかどうか、および、撓み速度Vが撓み速度目標値e以下であるかどうかのチェックを行う(S2)。撓みPが撓み目標値e以下、且つ、撓み速度Vが撓み速度目標値e以下の場合はそこで制御を終了するが、撓みPが撓み目標値eを超えている場合、若しくは、撓み速度Vが撓み速度目標値eを超えている場合はステップS3に進む。
ステップS3では、撓みPと撓み速度Vとの積がゼロ以上であるかどうかのチェックを行う。撓みPと撓み速度Vとの積がゼロ以上の場合は、構造体2の撓みが増大している状態であり、並進アクチュエータ3により定振幅且つ定周期の加振力を構造体2に入力する(S4)。それと同時に、回転アクチュエータ4の入力値のゼロ補正を行っておく(S5)。
一方、撓みPと撓み速度Vとの積が負の場合は、構造体2の撓みが減少している状態であり、回転アクチュエータ3により定回転角度且つ定周期の遠心力を構造体2に入力する(S6)。それと同時に、並進アクチュエータ3の入力値のゼロ補正を行っておく(S7)。
センサー5により、構造体2先端部の撓みPと撓み速度Vを計測する(S8)。以後、撓みPおよび撓み速度Vが目標値e、e以下になるまで上記の制御を繰り返すのである。
Next, a method of damping the structure 2 using the structure damping system 1 according to the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram showing a control flow of the structure damping method according to the present invention.
In the vibration damping method and the vibration damping system for a structure according to the present invention, the deflection P y of the distal end portion of the structure 2 is equal to or less than the deflection target value e P and the deflection velocity V y of the distal end portion of the structure 2 is the deflection velocity target value. Control to make e V or less is performed (S1).
First, it is checked whether or not the deflection P y in the Y-axis direction of the distal end portion of the structure 2 is equal to or less than the deflection target value e P and whether or not the deflection speed V y is equal to or less than the deflection speed target value e V ( S2). If the deflection P y is equal to or less than the deflection target value e P and the deflection speed V y is equal to or less than the deflection speed target value e V , the control ends there, but if the deflection P y exceeds the deflection target value e P , or, if the deflection velocity V y is greater than the deflection speed target value e V proceeds to step S3.
In step S3, it is checked whether or not the product of the deflection P y and the deflection speed V y is zero or more. When the product of the deflection P y and the deflection speed V y is equal to or greater than zero, the deflection of the structure 2 is increasing, and the translation actuator 3 applies a constant amplitude and constant period excitation force to the structure 2. Input (S4). At the same time, zero correction of the input value of the rotary actuator 4 is performed (S5).
On the other hand, when the product of the bending P y and the bending speed V y is negative, the bending of the structure 2 is reduced, and the rotating actuator 3 applies a centrifugal force having a constant rotation angle and a fixed period to the structure 2. (S6). At the same time, zero correction of the input value of the translation actuator 3 is performed (S7).
The sensor 5 measures the deflection P y and the deflection speed V y at the tip of the structure 2 (S8). Thereafter, the above control is repeated until the bending P y and the bending speed V y become equal to or less than the target values e P and e V.

本実施形態による構造体の制振方法および制振システムでは、X軸方向の加振力あるいはX軸回りの遠心力を構造体2に入力するため、制振効果が構造体2の振動方向に依存することはなく、構造体2の振動との干渉を考慮する必要もない。その結果、構造体2の振動方向によって制振性能が大きく変化することもなく、高い制振性能を得ることができる。
また、本実施形態による構造体の制振方法および制振システムでは、構造体2の撓み増大時にX軸方向に定振幅且つ定周期の加振力を、構造体2の撓み減少時にX軸回りの遠心力を構造体2に入力することにより、より大きな制振効果を得ることができる。
さらに、本実施形態による構造体の制振方法および制振システムでは、制御入力は一定振幅且つ一定周期の加振力または遠心力でよいため、制御システムの構成がシンプルになる。その結果、制振システムの信頼性が向上する。
In the structure damping method and damping system according to the present embodiment, an excitation force in the X-axis direction or a centrifugal force around the X-axis is input to the structure 2, so that the damping effect is in the vibration direction of the structure 2. There is no dependence, and there is no need to consider interference with the vibration of the structure 2. As a result, the vibration damping performance does not change greatly depending on the vibration direction of the structure 2, and a high vibration damping performance can be obtained.
Further, in the vibration damping method and vibration damping system of the structure according to the present embodiment, an excitation force having a constant amplitude and a constant period in the X axis direction when the deflection of the structure 2 is increased, and around the X axis when the deflection of the structure 2 is decreased. By inputting the centrifugal force of 2 to the structure 2, a greater vibration damping effect can be obtained.
Furthermore, in the structure damping method and damping system according to the present embodiment, the control input may be an excitation force or a centrifugal force having a constant amplitude and a constant period, so that the configuration of the control system is simplified. As a result, the reliability of the vibration suppression system is improved.

以上、本発明に係る構造体の制振方法および制振システムの実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態では、本発明を棒状の構造体に適用しているが、本発明の適用範囲は、棒状の構造体に限定されるものではなく、三角錐や円錐状の構造体などにも適用できることは言うまでもない。   The embodiments of the structure damping method and the damping system according to the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention. is there. For example, in the above-described embodiment, the present invention is applied to a rod-shaped structure, but the scope of the present invention is not limited to a rod-shaped structure, such as a triangular pyramid or a cone-shaped structure. Needless to say, it can also be applied.

構造体の撓み増大時に当該構造体の撓みを制御する方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the method of controlling the bending of the said structure at the time of the bending increase of a structure. 構造体の撓み減少時に当該構造体の撓みを制御する方法を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the method of controlling the bending of the said structure at the time of the bending reduction of a structure. 構造体の撓みを制御する方法を示す概念図であり、(a)は構造体の撓み増大時、(b)は構造体の撓み減少時にそれぞれ対応する。It is a conceptual diagram which shows the method of controlling the bending of a structure, (a) respond | corresponds at the time of the bending increase of a structure, and (b) respond | corresponds at the time of the bending reduction of a structure, respectively. 本発明に係る構造体の制振システムの実施形態の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of embodiment of the damping system of the structure which concerns on this invention. 本発明に係る構造体の制振方法の制御のフローを示す図である。It is a figure which shows the flow of control of the vibration damping method of the structure which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 構造体の制振システム
2 構造体
3 並進アクチュエータ
4 回転アクチュエータ
5 センサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Damping system of structure 2 Structure 3 Translation actuator 4 Rotation actuator 5 Sensor

Claims (7)

構造体の撓み増大時に、静止状態における当該構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線方向に、定振幅且つ定周期の加振力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線に近づく方向に撓ませることにより、前記撓みを制御することを特徴とする構造体の制振方法。 When the deflection of the structure increases, a constant amplitude and constant period excitation force is input to the structure in the axial direction perpendicular to the base end surface of the structure from the center of gravity of the structure in a stationary state. A structure damping method , wherein the bending is controlled by bending the structure in a direction approaching the axis . 構造体の撓み減少時に、静止状態における当該構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線回りの遠心力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線から離れる方向に撓ませることにより、前記撓みを制御することを特徴とする構造体の制振方法。 When the bending of the structure is reduced, a centrifugal force around the axis perpendicular to the base end surface of the structure is input from the center of gravity of the structure in a stationary state to the structure, and the structure is separated from the axis. A structure damping method , wherein the bending is controlled by bending in a direction . 構造体の撓み増大時に、静止状態における当該構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線方向に、定振幅且つ定周期の加振力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線に近づく方向に撓ませ、当該構造体の撓み減少時に、前記軸線回りの遠心力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線から離れる方向に撓ませることにより、当該構造体の撓みを制御することを特徴とする構造体の制振方法。 When the deflection of the structure increases, a constant amplitude and constant period excitation force is input to the structure in the axial direction perpendicular to the base end surface of the structure from the center of gravity of the structure in a stationary state. The structure is bent in a direction approaching the axis, and when the bending of the structure decreases, by inputting a centrifugal force around the axis to the structure and bending the structure in a direction away from the axis , A vibration damping method for a structure, wherein the bending of the structure is controlled. 前記構造体先端部の撓みと前記構造体先端部の撓み速度の積が正またはゼロであって構造体の撓みが増大する場合に、前記軸線方向に定振幅且つ定周期の加振力を当該構造体に入力し、
前記撓みと前記撓み速度の積が負であって構造体の撓みが減少する場合に、前記軸線回りの遠心力を当該構造体に入力することを特徴とする請求項3に記載の構造体の制振方法。
When the product of the bending of the structure tip and the bending speed of the structure tip is positive or zero and the bending of the structure increases, an excitation force having a constant amplitude and a constant period is applied in the axial direction. Fill in the structure
4. The structure according to claim 3, wherein a centrifugal force around the axis is input to the structure when the product of the bending and the bending speed is negative and the bending of the structure decreases . Vibration control method.
前記加振力および前記遠心力の前記構造体への入力に先立ち、入力値のゼロ補正を行うことを特徴とする請求項4に記載の構造体の制振方法。 5. The structure damping method according to claim 4, wherein zero correction of input values is performed prior to input of the excitation force and the centrifugal force to the structure. 前記加振力および/または前記遠心力の入力は、正弦波による定周期振動入力とすることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の構造体の制振方法。 Said input of excitation force and / or the centrifugal force, vibration damping method of a structure according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the periodic vibration input by a sine wave. 静止状態における構造体の重心から当該構造体の基端面に向けて垂直におろした軸線方向の加振力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線に近づく方向に撓ませることができるとともに、前記軸線回りの遠心力を当該構造体に入力して当該構造体を前記軸線から離れる方向に撓ませることができるアクチュエータを当該構造体の基端部に備え、
当該構造体の先端部には当該構造体の撓みを検知するためのセンサーを備えることを特徴とする構造体の制振システム。
It is possible to input an excitation force in the axial direction perpendicular to the base end surface of the structure from the center of gravity of the structure in a stationary state to bend the structure in a direction approaching the axis. In addition, an actuator that can input a centrifugal force around the axis to the structure and bend the structure in a direction away from the axis is provided at the base end of the structure.
A vibration damping system for a structure, comprising a sensor for detecting a bending of the structure at a tip portion of the structure.
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