JP7638802B2 - Control system, control method, and program for variable damping type active damper - Google Patents
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Description
本発明は、可変減衰型アクティブダンパーの制御システムと制御方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a control system, control method, and program for a variable damping type active damper.
アクティブダンパーが搭載されている中高層や高層、超高層建物等においては、アクティブダンパーによる所謂アクティブ制御によってエネルギを外部から能動的に建物に供給することにより、建物に作用する地震荷重や風荷重に起因する振動が抑制されている。建物の免震性能を向上させるべく、このアクティブダンパーには、複数段の減衰性能を発揮させることを可能にした、可変減衰型アクティブダンパーが適用される場合がある。可変減衰型アクティブダンパーは、建物の応答量に応じてダンパーの減衰性能を変化させることにより、建物に生じる変形と加速度を効果的に低減することができ、このダンパーを適用した免震技術や免震制御はセミアクティブ免震やセミアクティブ免震制御と称されている。 In mid- to high-rise, high-rise, and super-high-rise buildings equipped with active dampers, the so-called active control of the active dampers actively supplies energy from the outside to the building, thereby suppressing vibrations caused by earthquake loads and wind loads acting on the building. In order to improve the seismic isolation performance of buildings, variable damping active dampers that make it possible to exert multiple stages of damping performance are sometimes applied to these active dampers. Variable damping active dampers can effectively reduce deformation and acceleration occurring in buildings by changing the damping performance of the damper according to the response amount of the building, and seismic isolation technology and seismic isolation control that apply these dampers are called semi-active seismic isolation and semi-active seismic isolation control.
例えば、可変減衰型アクティブダンパーは、オイルが充満したシリンダの内部をピストンが摺動するオイルダンパーにより形成され、電磁弁の開閉等により、減衰係数(減衰力)を複数段階に切換え自在に構成されている。このダンパーの減衰力の切換えの際には、例えばピストンの摺動速度に応じた時間遅れが発生する。すなわち、減衰力に応じてピストンの摺動速度が変化することから、時間遅れは減衰力に応じて変化することになる。そのため、地震荷重や風荷重といった外力やこの外力に起因する建物振動の低減に好適な減衰力を発揮させるべく、アクティブダンパーに対して当該減衰力に対応する指令信号を送信したとしても、上記時間遅れにより、期待される振動低減効果が得られないといった課題が生じる。尚、ダンパーの減衰力の切換えに伴う上記時間遅れは、「時定数」と称される。 For example, a variable damping type active damper is formed by an oil damper in which a piston slides inside a cylinder filled with oil, and is configured so that the damping coefficient (damping force) can be freely switched between multiple stages by opening and closing an electromagnetic valve, etc. When the damping force of this damper is switched, a time delay occurs according to, for example, the sliding speed of the piston. In other words, since the sliding speed of the piston changes according to the damping force, the time delay changes according to the damping force. Therefore, even if a command signal corresponding to the damping force is sent to the active damper to exert a damping force suitable for reducing external forces such as earthquake loads and wind loads and building vibrations caused by these external forces, the above-mentioned time delay causes a problem in that the expected vibration reduction effect cannot be obtained. The above-mentioned time delay associated with switching the damping force of the damper is called the "time constant."
ここで、非特許文献1には、リアルタイムに地動加速度の共振成分を抽出できると仮定した上で、共振周波数周辺の狭帯域でバンドパスフィルタ処理した波を対象に、ディープラーニング手法を用いた数秒先の地動加速度の共振成分を予測し、アクティブダンパーをフィードフォワード制御する、長周期地震動に対する超高層ビルの共振応答予測制御方法が開示されている。ここで、ディープラーニングには、時系列学習に適したRNN(Recurrent Neural Network)、LSTM(Long Short-Term Memory)、GRU(Gated Recurrent Unit)を波形予測モデルとして適用し、モデルの学習に際して、制御対象モデル主系の固有振動数を含む4.5秒乃至5.5秒の帯域でバンドパスフィルタ処理を行っている。そして、過去15秒の数値データを学習データとし、現時点から1ステップ先の数値データを教師データとし、数秒先を予測させるために、予測した1ステップ先の情報を既知として次の1ステップ先を予測するサイクルを繰り返し、現時点から15秒先の数値データを予測するようにしている。
Here, Non-Patent
非特許文献1に記載の共振応答予測制御方法は、ディープラーニング手法を用いた数秒先の地動加速度の共振成分を予測し、アクティブダンパーをフィードフォワード制御する技術であるが、可変減衰型アクティブダンパーにおいて、時定数に起因して十分な振動低減効果が得られないといった課題を解消するものではない。
The resonance response prediction control method described in Non-Patent
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、可変減衰型アクティブダンパーにおいて、時定数の影響を受けることなく、期待される振動低減効果を得ることのできる、可変減衰型アクティブダンパーの制御システムと制御方法、及びプログラムを提供することを目的としている。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a control system, control method, and program for a variable damping type active damper that can achieve the expected vibration reduction effect without being affected by the time constant.
前記目的を達成すべく、本発明による可変減衰型アクティブダンパーの制御システムの一態様は、
建物に搭載されている可変減衰型アクティブダンパーを制御する、可変減衰型アクティブダンパーの制御システムであって、
地震波形もしくは建物振動を計測する振動計と、
前記振動計により計測された、時々刻々変化する計測波形データを受信し、受信した該計測波形データの所定時刻までの受信済みデータに基づいて予測波形データを作成し、該予測波形データに基づいて前記可変減衰型アクティブダンパーを駆動制御する、制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記振動計から前記計測波形データを受信し、前記可変減衰型アクティブダンパーに対して減衰力に関する減衰力信号を送信する、通信部と、
受信した前記計測波形データの所定時刻までの受信済みデータに基づいて、該所定時刻以降の波形の予測を実行して前記予測波形データを作成する、予測部と、
前記予測波形データを使用して、各時刻における前記減衰力を特定して前記減衰力信号を生成するとともに、該減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する、制御信号生成部とを有し、
前記予測部は、予め機械学習によって複数の周波数の正弦波を学習することにより得られている学習結果に基づいて、前記計測波形データから前記予測波形データを作成し、
前記通信部より、前記時定数に相当する時間を前倒して前記減衰力信号が前記可変減衰型アクティブダンパーに送信されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of a control system for a variable damping type active damper according to the present invention comprises:
A control system for a variable damping active damper that controls a variable damping active damper installed in a building, comprising:
A vibration meter that measures earthquake waveforms or building vibrations;
a control device that receives measurement waveform data that changes from moment to moment and is measured by the vibration meter, creates predicted waveform data based on data that has been received up to a predetermined time of the measurement waveform data, and drives and controls the variable damping type active damper based on the predicted waveform data,
The control device includes:
a communication unit that receives the measurement waveform data from the vibration meter and transmits a damping force signal related to a damping force to the variable damping type active damper;
a prediction unit that predicts a waveform from a predetermined time onward based on data received up to a predetermined time of the measured waveform data, to generate the predicted waveform data;
a control signal generating unit that uses the predicted waveform data to specify the damping force at each time to generate the damping force signal and to specify a time constant associated with switching of the damping force,
the prediction unit creates the predicted waveform data from the measured waveform data based on a learning result obtained in advance by learning sine waves of a plurality of frequencies through machine learning;
The damping force signal is transmitted from the communication unit to the variable damping type active damper with a time corresponding to the time constant advanced.
本態様によれば、制御装置の予測部において、計測波形データの所定時刻までの受信済みデータに基づいて予測波形データを作成し、制御装置の制御信号生成部において、予測波形データを使用して、各時刻における減衰力と、減衰力の切り換えに伴う時定数とを特定し、制御装置の通信部において、時定数に相当する時間を前倒して減衰力信号を可変減衰型アクティブダンパーに送信することにより、時定数の影響を受けることなく、アクティブダンパーに期待される振動低減効果を得ることができる。また、予測部においては、予め機械学習によって複数の周波数の正弦波を学習することにより得られている学習結果に基づいて、計測波形データから予測波形データを作成することによって、精度の高い予測波形データを作成することができる。さらに、機械学習に際して複数の周波数の正弦波を使用することにより、汎用性の高い予測波形データの作成が可能になる。 According to this aspect, the prediction section of the control device creates predicted waveform data based on data received up to a specified time of the measured waveform data, the control signal generation section of the control device uses the predicted waveform data to identify the damping force at each time and the time constant associated with switching the damping force, and the communication section of the control device advances the time equivalent to the time constant and transmits the damping force signal to the variable damping type active damper, thereby achieving the vibration reduction effect expected of the active damper without being affected by the time constant. In addition, the prediction section creates predicted waveform data from the measured waveform data based on the learning results obtained in advance by learning sine waves of multiple frequencies through machine learning, thereby creating highly accurate predicted waveform data. Furthermore, by using sine waves of multiple frequencies during machine learning, it becomes possible to create highly versatile predicted waveform data.
ここで、「学習結果」とは、例えば、過去計測された様々な地震波形や建物の振動波形(建物の高さや剛性等により決定される建物の振動波形)を機械学習した際に得られている、重みもしくはパラメータのことである。本例においては、受信した計測波形データの所定時刻までの受信済みデータの全体波形の重み(例えば重みA)と、予測したい時刻の少し前のステップの波形の重み(例えば重みB)の各重みA,B(例えば重みBの方が相対的に大)が学習結果として得られていて、全体波形や少し前のステップの波形に対して学習結果である重みA,B等を考慮することにより、予測波形データが作成される。 Here, "learning results" refers to weights or parameters obtained, for example, when machine learning various earthquake waveforms and building vibration waveforms (vibration waveforms of buildings determined by the height and stiffness of a building) measured in the past. In this example, the weight of the entire waveform of the received measured waveform data up to a specified time (for example, weight A) and the weight of the waveform of the step just before the time to be predicted (for example, weight B) are obtained as learning results, and predicted waveform data is created by taking into account the weights A and B, etc., which are learning results, for the entire waveform and the waveform of the step just before.
また、本態様による制御対象の建物には、中高層や高層、超高層建物の他、低層建物も含まれ、可変減衰型アクティブダンパーにより制御される建物振動は、地震荷重による振動や台風等の強風に起因する風荷重による振動の他、各種の機械振動による振動、交通振動による振動等が含まれる。 The buildings that can be controlled using this method include mid-rise, high-rise, and ultra-high-rise buildings as well as low-rise buildings, and the building vibrations that can be controlled using the variable damping active damper include vibrations caused by earthquake loads and wind loads resulting from strong winds such as typhoons, as well as various types of mechanical vibrations and traffic vibrations.
また、本発明によるアクティブダンパーの制御システムの他の態様は、
前記制御装置が機械学習部をさらに有し、該機械学習部における機械学習によって、複数の周波数の前記正弦波を学習することにより前記学習結果を得ることを特徴とする。
Another aspect of the control system for an active damper according to the present invention is
The control device further has a machine learning unit, and is characterized in that the learning result is obtained by learning the sine waves of multiple frequencies through machine learning in the machine learning unit.
本態様によれば、制御装置の備える機械学習部にて機械学習を行うことにより、受信された計測波形データと、機械学習による学習結果とに基づく予測波形データの作成を、共通の制御装置により実行することができ、可及的にシンプルな構成の制御システムを構築することができる。 According to this aspect, by performing machine learning in the machine learning unit of the control device, the creation of predicted waveform data based on the received measured waveform data and the learning results obtained by machine learning can be executed by a common control device, and a control system with as simple a configuration as possible can be constructed.
また、本発明によるアクティブダンパーの制御システムの他の態様において、
前記可変減衰型アクティブダンパーの制御システムが、前記制御装置とは別に機械学習装置を有し、
前記機械学習装置における機械学習によって、複数の周波数の前記正弦波を学習することにより前記学習結果を得ることを特徴とする。
In another aspect of the control system for the active damper according to the present invention,
The control system for the variable damping active damper has a machine learning device separate from the control device,
The learning result is obtained by learning the sine waves of a plurality of frequencies through machine learning in the machine learning device.
本態様によれば、制御装置とは別の機械学習装置にて機械学習を行うことにより、予測波形データを作成して減衰力信号をダンパーに送信する制御装置を、可及的にシンプルな構成の装置にできる。 According to this aspect, by performing machine learning in a machine learning device separate from the control device, the control device that creates predicted waveform data and transmits a damping force signal to the damper can be made into a device with as simple a configuration as possible.
また、本発明によるアクティブダンパーの制御システムの他の態様において、
前記正弦波の長さは、一波長以上の長さであることを特徴とする。
In another aspect of the control system for the active damper according to the present invention,
The length of the sine wave is at least one wavelength.
本態様によれば、機械学習において使用する各周波数の正弦波が一波長以上の長さを有していることにより、精度の高い予測波形データを作成し易くなる。 According to this aspect, the sine waves of each frequency used in machine learning have a length of one or more wavelengths, making it easier to create highly accurate predicted waveform data.
また、本発明によるアクティブダンパーの制御システムの他の態様において、
前記機械学習部もしくは前記機械学習装置は、機械学習の際に、前記建物の固有振動数に関する固有振動数データを参照し、
機械学習の際には、複数の前記正弦波のうち、前記固有振動数に近い振動数の該正弦波を選定して機械学習することを特徴とする。
In another aspect of the control system for the active damper according to the present invention,
The machine learning unit or the machine learning device refers to natural frequency data regarding the natural frequency of the building during machine learning,
During machine learning, a sine wave having a frequency close to the natural frequency is selected from the plurality of sine waves and machine learning is performed.
本態様によれば、制御対象の建物の固有振動数に近い振動数の正弦波を選定して機械学習することにより、効率的かつ効果的に予測波形データを作成できるとともに、制御対象の建物の振動抑制を行うことができる。ここで、建物の固有振動数は、建物の高さ及び剛性や、建物の解析モデル等に基づいて予め特定されており、例えば機械学習装置に固有振動数データが入力され、格納されていて、格納されている固有振動数データに一致する、もしくは近接する周波数の正弦波を選択してよい。 According to this aspect, by selecting a sine wave with a frequency close to the natural frequency of the building to be controlled and performing machine learning, predicted waveform data can be created efficiently and effectively, and vibration suppression of the building to be controlled can be performed. Here, the natural frequency of the building is specified in advance based on the height and rigidity of the building, an analytical model of the building, etc., and, for example, the natural frequency data is input and stored in the machine learning device, and a sine wave with a frequency that matches or is close to the stored natural frequency data can be selected.
また、本発明によるアクティブダンパーの制御システムの他の態様において、
建物に搭載されている可変減衰型アクティブダンパーを制御する、可変減衰型アクティブダンパーの制御方法であって、
振動計により計測された、時々刻々変化する地震波形もしくは建物振動に関する計測波形データを受信する、受信工程と、
機械学習を実行して、複数の周波数の正弦波を重ね合わせることにより、学習結果を得る機械学習工程と、
受信した前記計測波形データの所定時刻までの受信済みデータと、前記機械学習工程にて得られている前記学習結果とに基づいて、該所定時刻以降の波形の予測を実行して予測波形データを作成する、予測工程と、
前記予測波形データを使用して、各時刻における減衰力を特定して減衰力信号を生成するとともに、該減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する、制御信号生成工程と、
前記時定数に相当する時間を前倒して前記減衰力信号を前記可変減衰型アクティブダンパーに送信し、該可変減衰型アクティブダンパーの減衰力の切り換えを行いながら駆動させる、ダンパー駆動工程とを有することを特徴とする。
In another aspect of the control system for the active damper according to the present invention,
A method for controlling a variable damping active damper mounted in a building, comprising the steps of:
A receiving step of receiving measurement waveform data relating to an earthquake waveform or building vibration that changes from moment to moment, the measurement data being measured by a vibration meter;
a machine learning process for performing machine learning to obtain a learning result by superimposing sine waves of multiple frequencies;
a prediction step of predicting a waveform from a predetermined time onward based on data received up to a predetermined time of the measured waveform data and the learning result obtained in the machine learning step, thereby generating predicted waveform data;
a control signal generating step of generating a damping force signal by specifying a damping force at each time using the predicted waveform data, and specifying a time constant associated with switching of the damping force;
and a damper driving step of transmitting the damping force signal to the variable damping type active damper by advancing the time equivalent to the time constant, and driving the variable damping type active damper while switching the damping force of the variable damping type active damper.
本態様によれば、予測工程において、計測波形データの所定時刻までの受信済みデータと、機械学習工程にて得られている学習結果とに基づいて予測波形データを作成し、制御信号生成工程において、予測波形データを使用して、各時刻における減衰力と、減衰力の切り換えに伴う時定数とを特定し、ダンパー駆動工程において、時定数に相当する時間を前倒して減衰力信号を可変減衰型アクティブダンパーに送信することにより、時定数の影響を受けることなく、アクティブダンパーに期待される振動低減効果を得ることができる。尚、予測波形データは時々刻々変化することから、予測工程、制御信号生成工程、及びダンパー駆動工程をシーケンシャルな一連の工程ユニットとした際に、例えば建物振動が一定規模に収まるまでの間はこの工程ユニットが繰り返し実行される。 According to this aspect, in the prediction process, predicted waveform data is created based on the data received up to a specified time of the measured waveform data and the learning results obtained in the machine learning process, and in the control signal generation process, the predicted waveform data is used to identify the damping force at each time and the time constant associated with switching the damping force. In the damper drive process, the damping force signal is sent to the variable damping type active damper ahead of time equivalent to the time constant, thereby achieving the vibration reduction effect expected of the active damper without being affected by the time constant. Note that since the predicted waveform data changes from moment to moment, when the prediction process, control signal generation process, and damper drive process are treated as a series of sequential process units, these process units are repeatedly executed until, for example, the building vibration is reduced to a certain level.
また、本発明によるプログラムの一態様は、
建物に搭載されている可変減衰型アクティブダンパーを制御するコンピュータに、以下の処理を実行させるプログラムであって、
機械学習を実行して、複数の周波数の正弦波を重ね合わせることにより、学習結果を得る機械学習工程と、
振動計により計測され、受信された時々刻々変化する地震波形もしくは建物振動に関する計測波形データの所定時刻までの受信済みデータと、前記学習結果とに基づいて、該所定時刻以降の波形の予測を実行して予測波形データを作成する、予測工程と、
前記予測波形データを使用して、各時刻における減衰力を特定して減衰力信号を生成するとともに、該減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する、制御信号生成工程と、
前記時定数に相当する時間を前倒して前記減衰力信号を前記可変減衰型アクティブダンパーに送信し、該可変減衰型アクティブダンパーの減衰力の切り換えを行いながら駆動させる、ダンパー駆動工程と、を実行させることを特徴とする。
Moreover, one aspect of the program according to the present invention is
A program for causing a computer that controls a variable damping type active damper installed in a building to execute the following processes:
a machine learning process for performing machine learning to obtain a learning result by superimposing sine waves of multiple frequencies;
a prediction step of predicting a waveform after a predetermined time based on received data up to a predetermined time of the earthquake waveform or measured waveform data related to building vibration, which are measured and received by a vibration meter and change from moment to moment, and the learning result, to generate predicted waveform data;
a control signal generating step of generating a damping force signal by specifying a damping force at each time using the predicted waveform data, and specifying a time constant associated with switching of the damping force;
and a damper driving step of transmitting the damping force signal to the variable damping type active damper by advancing the time equivalent to the time constant and driving the variable damping type active damper while switching the damping force of the variable damping type active damper.
本態様によれば、機械学習により学習結果を得る工程、計測波形データの所定時刻までの受信済みデータと学習結果とに基づいて予測波形データを作成する工程、予測波形データを使用して減衰力信号を生成し、減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する工程、時定数に相当する時間を前倒して減衰力信号を可変減衰型アクティブダンパーに送信し、減衰力の切り換えを行いながら駆動させる工程を、プログラムを介してコンピュータに実行させることにより、時定数の影響を受けることなく、アクティブダンパーに期待される振動低減効果を得ることができる。 According to this aspect, by having a computer execute the steps of: obtaining learning results through machine learning; creating predicted waveform data based on the learning results and data received up to a specified time of the measured waveform data; generating a damping force signal using the predicted waveform data and identifying the time constant associated with switching the damping force; and transmitting the damping force signal to a variable damping type active damper ahead of the time equivalent to the time constant, and driving the damping force while switching the damping force, via a program, it is possible to obtain the vibration reduction effect expected of an active damper without being affected by the time constant.
以上の説明から理解できるように、本発明の可変減衰型アクティブダンパーの制御システムと制御方法、及びプログラムによれば、可変減衰型アクティブダンパーにおいて、時定数の影響を受けることなく、期待される振動低減効果を得ることができる。 As can be understood from the above explanation, the control system, control method, and program for a variable damping active damper of the present invention make it possible to obtain the expected vibration reduction effect in a variable damping active damper without being affected by the time constant.
以下、実施形態に係る可変減衰型アクティブダンパーの制御システムと制御方法、及びプログラムの一例について、添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 Below, an example of a control system, control method, and program for a variable damping type active damper according to an embodiment will be described with reference to the attached drawings. Note that in this specification and the drawings, substantially identical components may be designated by the same reference numerals to avoid redundant description.
[実施形態に係る可変減衰型アクティブダンパーの制御システムと制御方法、及びプログラム]
図1乃至図7を参照して、実施形態に係る可変減衰型アクティブダンパーの制御システムと制御方法、及びプログラムの一例について説明する。ここで、図1は、実施形態に係る可変減衰型アクティブダンパーの制御システムの一例を搭載した建物を示す模式図であり、図2は、可変減衰型アクティブダンパーの油圧回路図である。
[Control system, control method, and program for variable damping type active damper according to the embodiment]
An example of a control system, a control method, and a program for a variable damping active damper according to an embodiment will be described with reference to Fig. 1 to Fig. 7. Here, Fig. 1 is a schematic diagram showing a building equipped with an example of a control system for a variable damping active damper according to an embodiment, and Fig. 2 is a hydraulic circuit diagram of the variable damping active damper.
可変減衰型アクティブダンパー20が搭載される建物10は、30階建ての高層建物の最上階に、可変減衰型アクティブダンパー20が搭載されている建物である。尚、振動制御対象の建物は、図示例の階数やプロポーション(細長比)に限定されるものでなく、低層建物から超高層建物の住宅やマンション、オフィスビル、物流倉庫、体育館等、多様な建物が含まれる。また、建物には、積層ゴム装置や滑り免震装置等の免震装置が、基礎や途中階に設けられていてもよいし、建物が地下室を有していてもよく、地下室に免震装置が搭載された地下免震構造であってもよい。また、図示例における可変減衰型アクティブダンパーにより制御される建物振動は、地震荷重による振動として説明しているが、建物振動にはその他、台風等の強風に起因する風荷重による振動や、各種の機械振動による振動、交通振動による振動等であってもよい。
The
可変減衰型アクティブダンパーの制御システム60は、複数(図示例は二つ)の振動計50と、制御装置30と、機械学習装置40とを有する。尚、制御装置が機械学習部を備えている形態であってもよく、この形態では、機械学習装置を不要にできる。
The
建物10の最上階には、シリンダ21とピストン22を主たる構成要素とするオイルダンパーからなる可変減衰型アクティブダンパー20と、一方の振動計50Aが載置されている。また、建物10の1階には、制御装置30及び機械学習装置40と、他方の振動計50Bが載置されている。ここで、振動計50は、最上階のみに設置されていてもよいし、各階に設置されていてもよいし、任意の一つの階もしくは複数階に設置されていてもよい。
On the top floor of the
例えば、地盤Gを介して地震動Eが建物10に作用すると、建物10は自身の固有振動数でX1方向に振動する。アクティブダンパーは、アクティブ制御によってエネルギを能動的に建物に供給することにより建物の振動を抑制もしくは低減するものであるが、可変減衰型アクティブダンパーは、複数の減衰力の発生を可能として、時々刻々変化する建物振動に好適な減衰力にて建物振動を抑制するダンパーである。 For example, when earthquake motion E acts on building 10 through ground G, building 10 vibrates in the X1 direction at its natural frequency. An active damper suppresses or reduces the vibration of a building by actively supplying energy to the building through active control, while a variable damping active damper is a damper that can generate multiple damping forces and suppresses building vibration with a damping force suitable for the building vibration that changes from moment to moment.
建物10の最上階において、一対の固定治具28に対してアクティブダンパー20を構成するシリンダ21とピストン22が固定され、建物10のX1方向の振動の際に、シリンダ21に対してピストン22がX2方向に摺動することにより、建物10に対してエネルギを供給自在となっている。
On the top floor of the
最上階の建物振動は振動計50Aにて計測され、最上階の計測波形データは制御装置30に対してZ1方向に送信される。
The building vibration on the top floor is measured by the
一方、一階の建物振動は振動計50Bにて計測され、その計測波形データは同様に制御装置30に対してZ2方向に送信される。ここで、一階の建物振動は、建物に入力された地震波形に同定してもよいが、建物10の外側の地盤G等に不図示の振動計を地震計として設置しておき、この地震計による計測地震波形データを制御装置30が受信してもよい。
Meanwhile, the building vibration on the first floor is measured by a
また、機械学習装置40は、集中的に機械学習を行うことにより学習結果を予め求めておき、得られた学習結果を制御装置30に対してZ3方向に送信する。ここで、各振動計50A,50B及び機械学習装置40と、制御装置30とは、無線通信もしくは有線通信により、計測波形データや学習結果データ等の送受信を行うものであるが、図示例では無線通信によりデータの送受信を行うシステムとして説明する。
The
制御装置30は、振動計50A,50Bにより計測された、時々刻々変化する計測波形データを受信し、受信した計測波形データの所定時刻までの受信済みデータと、機械学習装置40から得られている学習結果とに基づいて、該所定時刻以降の波形の予測を実行して予測波形データを作成する。そして、作成された予測波形データを使用して、予測波形データの各時刻における減衰力を特定して減衰力信号を生成し、減衰力信号を可変減衰型アクティブダンパー20に対してZ4方向に送信することにより、可変減衰型アクティブダンパー20の駆動制御を実行する。
The
ここで、各時刻における減衰力を特定して減衰力信号を生成する際には、ある減衰力から他の減衰力への減衰力の切り換えに伴う時定数を同時に特定し、時定数に相当する時間を前倒して減衰力信号を可変減衰型アクティブダンパー20に送信するようになっている。
Here, when the damping force at each time is identified and a damping force signal is generated, the time constant associated with switching the damping force from one damping force to another is simultaneously identified, and the damping force signal is transmitted to the variable damping type
図2に示すように、可変減衰型アクティブダンパー20は、可変減衰型のオイルダンパーである。図示例のオイルダンパー20は、シリンダ21に通じる閉回路である油圧回路23を備え、相互に並列な二つの電磁弁24と調圧弁26からなる油路を二系統備え、さらにリリーフ弁25を備えている。
As shown in FIG. 2, the variable damping
図2に示す状態は、各電磁弁24が閉じた状態を示しており、主回路をY1方向に油が流れる状態であり、減衰力(減衰係数)が大きな場合の回路状態である。これに対して、各電磁弁24を開くことにより、油が電磁弁24をY2方向に流れ、対応する調圧弁26をY3方向に流れる状態となることで、減衰力(減衰係数)を小さくすることができる。電磁弁の数(油路の系統数)を所望数に設定することにより、二段乃至数段、もしくは十数段の減衰力の切り換えが可能になる。
The state shown in Figure 2 shows that each
次に、図3乃至図7を参照して、コンピュータに含まれる制御装置30と機械学習装置40のハードウェア構成及び機能構成を説明するとともに、機械学習装置40における機械学習方法の一例と、制御装置30における予測波形データの作成方法の一例について説明する。ここで、図3は、コンピュータのハードウェア構成の一例を示す図であり、図4(a)は、制御システムを構成する制御装置の機能構成の一例を示す図であり、図4(b)は、制御システムを構成する機械学習装置の機能構成の一例を示す図である。また、図5は、機械学習装置における機械学習方法の一例を説明する図であり、図6は、予測波形データを作成する方法の一例を説明する図である。さらに、図7は、オイルダンパーのピストン速度と時定数の関係の一例を示す図である。
Next, referring to Figures 3 to 7, the hardware configuration and functional configuration of the
制御装置30と機械学習装置40はパーソナルコンピュータやワークステーション(WS:Work Station)等の情報処理装置からなり、いずれも図2に示すコンピュータにより構成される。
The
制御装置30等のコンピュータは、接続バス36により相互に接続されているCPU(Central Processing Unit)31、主記憶装置32、補助記憶装置33、通信IF(interface)34、及び入出力IF35を備えている。主記憶装置32と補助記憶装置33は、コンピュータが読み取り可能な記録媒体である。尚、上記の構成要素はそれぞれ個別に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。
A computer such as the
CPU31は、コンピュータからなる制御装置30等の全体の制御を行う中央演算処理装置である。CPU31は、例えば、補助記憶装置33に記憶されたプログラムを主記憶装置32の作業領域にて実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことにより、所定の目的に合致した機能を提供する。
The
主記憶装置32は、CPU31が実行するコンピュータプログラムや、CPU31が処理するデータ等を記憶する。主記憶装置32は、例えば、フラッシュメモリ、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)を含む。補助記憶装置33は、各種のプログラム及び各種のデータを読み書き自在に記録媒体に格納し、外部記憶装置とも呼ばれる。補助記憶装置33には、例えば、OS(Operating System)、各種プログラム、各種テーブル等が格納される。OSは、例えば、通信IF34を介して接続される外部装置等とのデータの受け渡しを行う通信インターフェースプログラムを含む。外部装置等には、例えば、ネットワークに接続するパーソナルコンピュータ(PC)、ワークステーション(WS)、ゲートウェイ等が含まれる。ここで、ネットワークには、インターネット等の公衆ネットワーク、携帯電話網等の無線ネットワーク、VPN(Virtual Private Network)等の専用ネットワーク、LAN(Local Area Network)等が含まれる。
The
補助記憶装置33は、例えば、主記憶装置32を補助する記憶領域として使用され、CPU31が実行するコンピュータプログラムや、CPU31が処理するデータ等を記憶する。補助記憶装置33は、不揮発性半導体メモリ(フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable ROM))を含むシリコンディスク、ハードディスクドライブ(HDD:Hard Disk Drive)装置、ソリッドステートドライブ装置等である。また、補助記憶装置33として、CDドライブ装置、DVDドライブ装置、BDドライブ装置といった着脱可能な記録媒体の駆動装置が例示され、着脱可能な記録媒体として、CD、DVD、BD、USB(Universal Serial Bus)メモリ、SD(Secure Digital)メモリカード等が例示される。
The
通信IF34は、制御装置30等が接続するネットワークとのインターフェイスである。通信IF34は、ネットワークを介して、建物10に搭載されている振動計50から計測波形データを受信し、また、機械学習装置40から学習結果データを受信する一方、制御装置30にて生成された制御信号を可変減衰型アクティブダンパー20に送信する。
The communication IF 34 is an interface with the network to which the
入出力IF35は、制御装置30等に接続する機器との間でデータの入出力を行うインターフェイスである。入出力IF35には、例えば、キーボード、タッチパネルやマウス等のポインティングデバイス、マイクロフォン等の入力デバイス等が接続する。制御装置30等は、入出力IF35を介し、入力デバイスを操作する操作者からの操作指示等を受け付ける。
The input/output IF 35 is an interface that inputs and outputs data between devices connected to the
また、入出力IF35には、例えば、液晶パネル(LCD:Liquid Crystal Display)や有機ELパネル(EL:Electroluminescence)等の表示デバイス、プリンタ、スピーカ等の出力デバイスが接続される。例えば、機械学習装置40においては、建物10の固有振動数データが入出力IF35を介して入力され、機械学習装置40は、複数の周波数の正弦波の中から、この固有振動数に近い振動数の一つもしくは複数の正弦波を選定して機械学習を実行する。また、機械学習装置40や制御装置30では、機械学習による学習結果データや、作成された予測波形データ等が入出力IF35を構成する表示デバイスに表示される。
The input/output IF 35 is also connected to display devices such as liquid crystal displays (LCDs) and organic electroluminescence (EL) panels, as well as output devices such as printers and speakers. For example, in the
図4(a)に示すように、制御装置30は、CPU31によるプログラムの実行により、少なくとも、第一通信部302、予測部304、制御信号生成部306,及び第一格納部308(格納部の一例)の各種機能を提供する。尚、上記処理機能の少なくとも一部が、DSP(Digital Signal Processor)、GPU(Graphics Processing Unit)等によって提供されてもよく、同様に、上記処理機能の少なくとも一部が、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、数値演算プロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用LSI(large scale integration)やその他のデジタル回路等であってもよい。
As shown in FIG. 4(a), the
第一通信部302は、建物10の最上階と一階に設置されている振動計50A,50Bから送信される、建物振動に起因する計測波形データをネットワークを介して受信し、第一格納部308に随時格納する。さらに、第一通信部302は、機械学習装置40にて機械学習された学習結果データを受信し、同様に第一格納部308に格納する。
The
予測部304は、第一格納部308に格納されている計測波形データを読み出し、計測波形データの所定時刻までの受信済みデータに基づいて、所定時刻以降の波形の予測を実行して予測波形データを作成する。より詳細には、受信済みデータと、機械学習装置40における学習結果とに基づいて予測波形データを作成する。以下、機械学習装置40における機械学習方法を説明した後に、予測部304における予測波形データの作成方法を詳説する。作成された予測波形データは、第一格納部308に格納される。
The
制御信号生成部306は、第一格納部308から予測波形データを読み出し、予測波形データにおける各時刻の減衰力を特定して減衰力信号を生成し、さらに、減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する。
The control
オイルダンパーによる減衰力に応じて、当該オイルダンパーを構成するピストン22の摺動速度(ピストン速度)は相違し、ピストンの摺動速度に応じた時間遅れである時定数(すなわち、減衰力に応じた時定数)が相違することになる。
The sliding speed (piston speed) of the
図7に示す例では、ピストン速度が20cm/s未満(17cm/s以下)における時定数は0.16sであり、ピストン速度が17cm/s~40cm/sの範囲で一次関数的に時定数0.03sまで小さくなり、ピストン速度が40cm/s以上では時定数0.03sで一定となる。 In the example shown in Figure 7, the time constant is 0.16 s when the piston speed is less than 20 cm/s (17 cm/s or less), decreases linearly to 0.03 s when the piston speed is in the range of 17 cm/s to 40 cm/s, and becomes constant at 0.03 s when the piston speed is 40 cm/s or more.
例えば、オイルダンパー20の減衰力と時定数との関係を示す図7の関係グラフデータが、第一格納部308に格納される。そして、制御信号生成部306は、予測波形データにおける各時刻の減衰力を特定して減衰力信号を生成した際に、この特定された減衰力に応じた時定数を関係グラフから特定する。
For example, the relationship graph data of FIG. 7 showing the relationship between the damping force of the
第一通信部302より、制御信号生成部306にて特定された時定数に相当する時間を前倒して減衰力信号を可変減衰型アクティブダンパー20に送信することにより、可変減衰型アクティブダンパー20において、時定数の影響を受けることなく、期待される振動低減効果を得ることが可能になる。
By transmitting the damping force signal to the variable damping
一方、図4(b)に示すように、機械学習装置40は、CPUによるプログラムの実行により、少なくとも、第二通信部402、機械学習部404,及び第二格納部406の各種機能を提供する。
On the other hand, as shown in FIG. 4(b), the
第二通信部402は、機械学習部404にて機械学習され、第二格納部406に格納されている学習結果データを、制御装置30の第一通信部302に送信する。
The
機械学習部404は、所定の機械学習アルゴリズムにより、集中的に機械学習を実施して学習結果を得る。
The
ここで、採用する機械学習方法は、地震波形が時系列データであることから、時系列データの予測に好適なアルゴリズムの一つである、LSTM(Long Short-Term Memory)モデルを適用する。 The machine learning method used here is the Long Short-Term Memory (LSTM) model, which is one of the algorithms suitable for predicting time-series data, since earthquake waveforms are time-series data.
機械学習において、LSTMモデルに入力する一つの時系列データの長さは例えば100に設定でき、機械学習時のバッチサイズは例えば32に設定でき、隠れ層の数は500に設定でき、Adamオプティマイザにより最適化を図るとともに、LSTMモデルのロス関数としてMSEロス関数を設定できる。 In machine learning, the length of one time series data set input to the LSTM model can be set to, for example, 100, the batch size during machine learning can be set to, for example, 32, the number of hidden layers can be set to 500, optimization can be performed using the Adam optimizer, and the MSE loss function can be set as the loss function for the LSTM model.
また、機械学習では、周波数の異なる複数の正弦波を使用し、各正弦波はいずれも一波長以上の長さを有している。例えば、周波数が0.1Hz乃至30Hzの39種類の正弦波を使用することができる。機械学習において、学習させる正弦波の順序はランダムでよい。 In addition, machine learning uses multiple sine waves with different frequencies, each of which has a length of at least one wavelength. For example, 39 types of sine waves with frequencies ranging from 0.1 Hz to 30 Hz can be used. In machine learning, the order of the sine waves to be learned can be random.
図5に示すように、機械学習では、計測波形をLSTMモデルに入力し、次ステップの値を予測する。ここで、計測波形には、過去に計測されている、Elcentro地震波形や、Hachinohe地震波形等の代表的な地震波形の他、制御対象の建物10の近傍において過去に計測されている地震波形等、様々な地震波形が使用できる。
As shown in FIG. 5, in machine learning, the measured waveform is input into the LSTM model to predict the value of the next step. Here, various types of measured waveforms can be used, including representative earthquake waveforms measured in the past, such as the Elcentro earthquake waveform and the Hachinohhe earthquake waveform, as well as earthquake waveforms measured in the past near the
集中的に機械学習を実施することにより、「学習結果」を得る。ここで、学習結果とは、例えば、重みやパラメータのことを意味しており、地震波形の予測において、学習対象の全体の地震波形の影響の程度や、予測したい時刻の少し前のステップの影響の程度を重みとして、この重みを学習結果として算定する。 By conducting intensive machine learning, a "learning result" is obtained. Here, the learning result means, for example, weights and parameters, and in predicting earthquake waveforms, the degree of influence of the entire earthquake waveform of the learning subject and the degree of influence of the step just before the time to be predicted are used as weights, and these weights are calculated as the learning result.
機械学習に際して複数の周波数の正弦波を使用することにより、汎用性の高い予測波形データの作成が可能になる。また、第二格納部406に格納されている複数の周波数の正弦波のうち、建物10の固有振動数に一致する周波数、もしくは当該固有振動数に近い周波数の正弦波を選定して機械学習することにより、効率的かつ効果的に予測波形データを作成することができる。
By using sine waves of multiple frequencies during machine learning, it becomes possible to create highly versatile predicted waveform data. Furthermore, by selecting a sine wave of a frequency that matches the natural frequency of the
図5に示すように、次のステップの値を順次予測することにより、一定時間の予測波形データを作成することができるが、この予測の実施においては、機械学習装置40から制御装置30に対して送信され、第一格納部308に格納されている学習結果データを予測部304が参照してもよいし、機械学習装置40の第二格納部406に格納されている学習結果データを予測部304が直接参照してもよい。
As shown in FIG. 5, predicted waveform data for a certain period of time can be created by sequentially predicting the value of the next step. In making this prediction, the
図6に示すように、制御装置30の予測部304では、第一格納部308に格納されている受信済みデータ(1.7秒までの実線で示す計測波形データ)と、機械学習装置40の機械学習部404による学習結果に基づき、図6に示す黒丸(●)の予測値を予測する。
As shown in FIG. 6, the
予測部304では、次に、実線で示す計測波形データと予測された予測値(黒丸(●))に基づいて次の予測値を予測し、これを順次繰り返して次のステップの予測値を順次予測していくことにより、図6に点線で示すような予測波形データを作成する。
The
予測波形データの作成は、例えば建物10の振動が一定規模に低減するまで連続的に実施され、第一格納部308に格納される予測波形データは随時更新される。
The predicted waveform data is created continuously, for example, until the vibration of the
制御信号生成部306は、第一格納部308に格納される予測波形データと、各予測波形データの各時刻における減衰力を特定して減衰力信号を生成し、さらに、特定された減衰力の切り換えに伴う時定数を図7で例示する関係グラフデータに基づいて特定する。
The control
図示を省略するが、実施形態に係る可変減衰型アクティブダンパー20の制御方法は、振動計50により計測された、時々刻々変化する地震波形もしくは建物振動に関する計測波形データを受信する、受信工程と、機械学習を実行して、複数の周波数の正弦波を重ね合わせることにより、学習結果を得る機械学習工程を有する。さらに、受信した計測波形データの所定時刻までの受信済みデータと、機械学習工程にて得られている学習結果とに基づいて、所定時刻以降の波形の予測を実行して予測波形データを作成する、予測工程を有する。さらに、予測波形データを使用して、各時刻における減衰力を特定して減衰力信号を生成するとともに、減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する、制御信号生成工程を有する。さらに、時定数に相当する時間を前倒して減衰力信号を可変減衰型アクティブダンパー20に送信し、可変減衰型アクティブダンパー20の減衰力の切り換えを行いながら駆動させる、ダンパー駆動工程とを有する。
Although not shown in the figures, the control method for the variable damping
また、上記一連の制御は、例えばコンピュータである制御装置にインストール等されているプログラムが実行することもできる。このプログラムは、機械学習を実行して、複数の周波数の正弦波を重ね合わせることにより、学習結果を得る機械学習工程と、振動計50により計測され、受信された時々刻々変化する地震波形もしくは建物振動に関する計測波形データの所定時刻までの受信済みデータと、学習結果とに基づいて、所定時刻以降の波形の予測を実行して予測波形データを作成する、予測工程と、予測波形データを使用して、各時刻における減衰力を特定して減衰力信号を生成するとともに、減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する、制御信号生成工程と、時定数に相当する時間を前倒して減衰力信号を可変減衰型アクティブダンパー20に送信して、可変減衰型アクティブダンパー20の減衰力の切り換えを行いながら駆動させる、ダンパー駆動工程と、制御装置に実行させる。
The above series of controls can also be executed by a program installed in a control device, such as a computer. This program causes the control device to execute a machine learning process of performing machine learning to obtain learning results by superimposing sine waves of multiple frequencies, a prediction process of predicting waveforms from a predetermined time onward based on received data up to a predetermined time of earthquake waveforms or measurement waveform data related to building vibrations that are measured and received by the
[機械学習による予測波形の再現性に関する検証解析]
本発明者等は、LSTMモデルを用いた機械学習の精度を検証するべく、既往の四種の代表的な地震波形を用いて、機械学習にて予測波形を作成する解析を行った。図8A乃至図8Dは、四種の地震波形に関する予測波形(実線)と実際の地震波形(点線)をともに示す図であり、各地震波形は図8A乃至図8Dの順に、Elcentro地震波形、Hachinohe地震波形、Taft地震波形、及びJMA Kobe地震波形である。
[Verification analysis of reproducibility of predicted waveforms using machine learning]
In order to verify the accuracy of machine learning using the LSTM model, the inventors conducted an analysis to create a predicted waveform by machine learning using four representative earthquake waveforms from the past. Figures 8A to 8D show the predicted waveforms (solid lines) and actual earthquake waveforms (dotted lines) for the four earthquake waveforms, and the earthquake waveforms are, in the order of Figures 8A to 8D, the Elcentro earthquake waveform, the Hachinoh earthquake waveform, the Taft earthquake waveform, and the JMA Kobe earthquake waveform.
各図より、四種の地震波形ともに、機械学習による予測波形の再現性は良好であり、中でも、Hachinohe地震波形、Taft地震波形、及びJMA Kobe地震波形の再現性が極めて高いことが検証されている。 As can be seen from each figure, the reproducibility of the machine learning predicted waveforms is good for all four types of earthquake waveforms, and it has been verified that the reproducibility of the Hachinohhe earthquake waveform, the Taft earthquake waveform, and the JMA Kobe earthquake waveform is particularly high.
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 Note that the configurations described in the above embodiments may be combined with other components, and the present invention is not limited to the configurations shown here. In this regard, changes can be made without departing from the spirit of the present invention, and can be determined appropriately according to the application form.
10:建物
20:可変減衰型アクティブダンパー(アクティブダンパー、オイルダンパー)
21:シリンダ
22:ピストン
23:油圧回路
24:電磁弁
25:リリーフ弁
26:調圧弁
30:制御装置
40:機械学習装置
50,50A,50B:振動計
60:制御システム(可変減衰型アクティブダンパーの制御システム)
302:第一通信部(通信部)
304:予測部
306:制御信号生成部
308:第一格納部
402:第二通信部
404:機械学習部
406:第二格納部
G:地盤
E:地震動
10: Building 20: Variable damping type active damper (active damper, oil damper)
21: Cylinder 22: Piston 23: Hydraulic circuit 24: Solenoid valve 25: Relief valve 26: Pressure regulating valve 30: Control device 40:
302: First communication unit (communication unit)
304: Prediction unit 306: Control signal generation unit 308: First storage unit 402: Second communication unit 404: Machine learning unit 406: Second storage unit G: Ground E: Earthquake motion
Claims (7)
地震波形もしくは建物振動を計測する振動計と、
前記振動計により計測された、時々刻々変化する計測波形データを受信し、受信した該計測波形データの所定時刻までの受信済みデータに基づいて予測波形データを作成し、該予測波形データに基づいて前記可変減衰型アクティブダンパーを駆動制御する、制御装置とを有し、
前記制御装置は、
前記振動計から前記計測波形データを受信し、前記可変減衰型アクティブダンパーに対して減衰力に関する減衰力信号を送信する、通信部と、
受信した前記計測波形データの所定時刻までの受信済みデータに基づいて、該所定時刻以降の波形の予測を実行して前記予測波形データを作成する、予測部と、
前記予測波形データを使用して、各時刻における前記減衰力を特定して前記減衰力信号を生成するとともに、該減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する、制御信号生成部とを有し、
前記予測部は、予め機械学習によって複数の周波数の正弦波を学習することにより得られている学習結果に基づいて、前記計測波形データから前記予測波形データを作成し、
前記通信部より、前記時定数に相当する時間を前倒して前記減衰力信号が前記可変減衰型アクティブダンパーに送信されることを特徴とする、可変減衰型アクティブダンパーの制御システム。 A control system for a variable damping active damper that controls a variable damping active damper installed in a building, comprising:
A vibration meter that measures earthquake waveforms or building vibrations;
a control device that receives measurement waveform data that changes from moment to moment and is measured by the vibration meter, creates predicted waveform data based on data that has been received up to a predetermined time of the measurement waveform data, and drives and controls the variable damping type active damper based on the predicted waveform data,
The control device includes:
a communication unit that receives the measurement waveform data from the vibration meter and transmits a damping force signal related to a damping force to the variable damping type active damper;
a prediction unit that predicts a waveform from a predetermined time onward based on data received up to a predetermined time of the measured waveform data, to generate the predicted waveform data;
a control signal generating unit that uses the predicted waveform data to specify the damping force at each time to generate the damping force signal and to specify a time constant associated with switching of the damping force,
the prediction unit creates the predicted waveform data from the measured waveform data based on a learning result obtained in advance by learning sine waves of a plurality of frequencies through machine learning;
A control system for a variable damping type active damper, characterized in that the damping force signal is transmitted to the variable damping type active damper from the communication unit with a time equivalent to the time constant advanced.
前記機械学習装置における機械学習によって、複数の周波数の前記正弦波を学習することにより前記学習結果を得ることを特徴とする、請求項1に記載の可変減衰型アクティブダンパーの制御システム。 The control system for the variable damping active damper has a machine learning device separate from the control device,
2. The control system for a variable damping type active damper according to claim 1, wherein the learning result is obtained by learning the sine waves of a plurality of frequencies through machine learning in the machine learning device.
機械学習の際には、複数の前記正弦波のうち、前記固有振動数に近い振動数の該正弦波を選定して機械学習することを特徴とする、請求項2、請求項3、請求項2又は3に従属する請求項4のいずれか一項に記載の可変減衰型アクティブダンパーの制御システム。 The machine learning unit or the machine learning device refers to natural frequency data regarding the natural frequency of the building during machine learning,
A control system for a variable damping active damper as described in any one of claims 2, 3, and claim 4 dependent on claim 2 or 3, characterized in that, during machine learning, a sine wave having a frequency close to the natural frequency is selected from the multiple sine waves and machine learning is performed.
振動計により計測された、時々刻々変化する地震波形もしくは建物振動に関する計測波形データを受信する、受信工程と、
機械学習を実行して、複数の周波数の正弦波を重ね合わせることにより、学習結果を得る機械学習工程と、
受信した前記計測波形データの所定時刻までの受信済みデータと、前記機械学習工程にて得られている前記学習結果とに基づいて、該所定時刻以降の波形の予測を実行して予測波形データを作成する、予測工程と、
前記予測波形データを使用して、各時刻における減衰力を特定して減衰力信号を生成するとともに、該減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する、制御信号生成工程と、
前記時定数に相当する時間を前倒して前記減衰力信号を前記可変減衰型アクティブダンパーに送信し、該可変減衰型アクティブダンパーの減衰力の切り換えを行いながら駆動させる、ダンパー駆動工程とを有することを特徴とする、可変減衰型アクティブダンパーの制御方法。 A method for controlling a variable damping active damper mounted in a building, comprising the steps of:
A receiving step of receiving measurement waveform data relating to an earthquake waveform or building vibration that changes from moment to moment, the measurement data being measured by a vibration meter;
A machine learning process for performing machine learning to obtain a learning result by superimposing sine waves of multiple frequencies;
a prediction step of predicting a waveform from a predetermined time onward based on data received up to a predetermined time of the measured waveform data and the learning result obtained in the machine learning step, thereby generating predicted waveform data;
a control signal generating step of generating a damping force signal by specifying a damping force at each time using the predicted waveform data, and specifying a time constant associated with switching of the damping force;
and a damper driving step of transmitting the damping force signal to the variable damping type active damper by advancing a time equivalent to the time constant and driving the variable damping type active damper while switching the damping force of the variable damping type active damper.
機械学習を実行して、複数の周波数の正弦波を重ね合わせることにより、学習結果を得る機械学習工程と、
振動計により計測され、受信された時々刻々変化する地震波形もしくは建物振動に関する計測波形データの所定時刻までの受信済みデータと、前記学習結果とに基づいて、該所定時刻以降の波形の予測を実行して予測波形データを作成する、予測工程と、
前記予測波形データを使用して、各時刻における減衰力を特定して減衰力信号を生成するとともに、該減衰力の切り換えに伴う時定数を特定する、制御信号生成工程と、
前記時定数に相当する時間を前倒して前記減衰力信号を前記可変減衰型アクティブダンパーに送信し、該可変減衰型アクティブダンパーの減衰力の切り換えを行いながら駆動させる、ダンパー駆動工程と、を実行させることを特徴とする、プログラム。 A program for causing a computer that controls a variable damping type active damper installed in a building to execute the following processes:
a machine learning process for performing machine learning to obtain a learning result by superimposing sine waves of multiple frequencies;
a prediction step of predicting a waveform after a predetermined time based on received data up to a predetermined time of the earthquake waveform or measured waveform data related to building vibration, which are measured and received by a vibration meter and change from moment to moment, and the learning result, to generate predicted waveform data;
a control signal generating step of generating a damping force signal by specifying a damping force at each time using the predicted waveform data, and specifying a time constant associated with switching of the damping force;
and a damper driving step of transmitting the damping force signal to the variable damping type active damper by advancing a time equivalent to the time constant and driving the variable damping type active damper while switching the damping force of the variable damping type active damper.
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