JPS61211548A - 能動防振支持装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は能動防振支持装置の制御装置に関するものであ
る。

〔従来技術〕

近頃、エンジン、コンプレッサー、送風機等の回転機械
が発生する振動を船体、自動車、あるいは電車等の取付
台に伝達しないために能動防振支持装置の開発が進めら
れている。

ところで、能動防振支持装置を使用する場合、その制御
には、 （ａ）　　その機器の発生している振動に対してのみ制
御すること、 （ｂ）　　高速多点制御であること、 が必要になる。

例えば、第３図に示すように、台ｌの上に能動防振支持
装置２を介して回転機械３を据え付ける場合、能動防振
支持装置２のフォースセンサー４には回転機械３の振動
だけでなく、台１自体の振動、つまり、他の機械の振動
、あるいは船とか電車の場合にはそのもの自体の動揺も
含まれる。

したがって、能動防振支持装置の制御には回転機械から
だけの振動のみを取扱い、その他の余分な振動、つまり
雑音は除去する必要がある。

ところで、上記回転機械３の振動の大部分は軸の回転数
とその高調波成分より成っている。

そこで、この回転機械の性質を利用して回転機械の軸に
円板１０を取付け、１回転に１個のパルス、および１回
転に数百値、例えば５１２個のパルスをホトセンサ等に
よって発生させ、これらの信号に同期してＡ／Ｄ変換を
行うと、１周期Ｔ時間の信号が得られる。

これをフーリエ交換すると、その成分は回転数次数比分
析となっており、回転機械以外から発生した振動を含ま
ないことになる。

したがって、このフーリエ成分を零とするような制御す
れば良いことになる。

また、能動防振支持装置の高速制御について考察するに
、上記回転機械として、１２００ｒｐｍのディーゼルエ
ンジンを仮定し、この９次成分までの振動を能動防振す
ることを考えると、その最高周波数は１８０Ｈｚとなり
、非常に高速の制御が必要となる。特に、本問題の場合
には制御系に遅れがあると防振効果は得られない。

このような理由から高速制御が必要であり、且つ変動が
周期的な問題に有効な学習制御方式を採用する必要があ
る。また回転数の変動に対する予測制御も必要である。

例えば、学習制御を最も簡単な１点支持装置系について
検討するに、今、角速度をωＲａｄ　／ｓｅｃ　　（一
定）で回転している回転機械に対する場合を考えると、 なる電気信号を能動防振支持装置に送り込むことにする
。ここで、ｔは時間である。

このときのディーゼルエンジンから台に伝達する力Ｆの
ｉω酸成分零となるようにａｔ、φｉを調整する必要が
ある。

他方、上記多点支持制御について考察するに、実際の回
転機械は複数個の能動防振支持装置によって支持するこ
とになる。そのため、上記のような学習制御を各支持装
置ごとに実施したとしても、１個のアクチュエータから
の力が台と機関を通して、他の能動防振支持装置にも伝
えるため、各ａ４　、　　φｉが最適値に収束する保証
はない。

そこで、このように多点間の相互作用がある場合には相
互間の伝達関数を求めておく以下のような方法が考えら
れる。

まず、最初に機関から台に能動防振支持装置を通して伝
わる力Ｆａｊが何らかの方法によって測定または推定で
きることを仮定しておくものとする。

ここで、ｊ＝１〜Ｍ、　Ｍは能動防振支持装置の数、ま
たＦａｊ（ω）と能動防振支持装置への制御信号Ｓｊ（
ω）は角周波数ωでの値で複素数である。このとき、Ｆ
ａｊ（ω）とＳｊ（ω）の関係を表す式（２）のマトリ
ックス（Ｔ　（ω）〕は機関を停止し各アクチュエータ
を動かすことによってあらかじめ決めてお（ことができ
る。

（Ｆ　ａ　　（ω））＝　（Ｔ　（ω）　）　　Ｓ　　
（ω）　−・・・・−（２）次に、機関を運転したとき
の各能動防振支持装置の力Ｆａｏ　（ω４′）を測定す
ると、として、アクチュエータへの信号Ｓｏを決定でき
る。

ただし、ここでは能動防振支持装置が線形であることを
仮定した。

また、伝達関数Ｔはωだけでな（、ｄω／ｄｔの関数で
あり、Ｆａｏは回転数と出力馬力によって変動する。

以上のように、多点支持では影響を表すマトリックスＴ
を記憶しておく必要があり、また、式（３）のような計
算があるため、回転パルス入力部からの雑音を除去する
フーリエ変換器によってωを、また、残留力入力部にお
けるフーリエ変換器によって力Ｆを検出してから制御信
号を出すことは実時間で行うことができず何回転かあと
に信号を出すことになる。

他方、能動防振のためのアクチュエータは常時制御され
ていなければならない。

本発明は、このような要求を満足するために考えたもの
である。

なお、多点制御系では残留値は力Ｆではなく振動であっ
てもよい。

〔発明の目的〕

本発明は上記の要望を満足する能動防振支持装置の制御
装置を提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

上記の目的を達成する本発明の能動防振支持装置の制御
装置は、回転機関の回転パルスを残留値入力部およびカ
ウンタに入力するパルス入力部と、能動防振支持装置を
通して支持台に伝達している残留力または支持台の残留
振動をＡ／Ｄ変換し、かつ回転次数周波数分析を行って
メインコンピュータに送る残留値入力部と、各アクチュ
エータに対して２個以上設けられ、且つ回転パルスに同
期して制御信号を出力する制御信号出力部と、該制御信
号出力部を切り換えるスイッチとから成ることを特徴と
するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について説明する。

第１図において、複数の能動防振支持装置２によって台
１の上にディーゼル機関等の回転機関３を支持している
。

各能動防振支持装置２はアクチュエータ５を備えており
、このアクチュエータ５の中に配管７およびサーボバル
ブ６を通って圧力源８の液体が供給される。

また、各アクチュエータ５と台１の間にはフォースセン
サ４が設置されており、第１図において右側のフォース
センサ４によって検出された回転機関３から台１に伝達
する残留力Ｆは第１アンプ２２ａを経て第１残留力入力
部Ｂ１に伝達される。また、左側のフォースセンサ４に
よって検出された回転機関３から台１に伝達する残留力
Ｆは第２アンプ２２ｂを経て第２残留力入力部Ｂ２に伝
達される。

上記回転機関３の軸９にパルス入力部Ａを設ける。この
パルス入力部Ａは１回転に１回のパルスを発生する手段
Ａ１と、１回転中に５１２個（２５６個、あるいは１０
２４個でもよい）のパルスを発生する手段Ａ２とがあり
、前者は円板１０に設けた１つの孔１１　（第２図参照
）と、この１つの孔１１に対応するホトセンサ１２とか
ら構成されている。そして、この手段Ａ１からの信号を
アクチュエータへの信号出力、データの入力の開始信号
としている。また、この手段Ａ１からの回転パルス信号
をフーリエ変換器２７を通すことによってωｔを求める
。

他方、後者は円板１０に設けた５１２個の孔１３　（第
２図参照）と、これらの孔１３に対応するホトセンサ１
４とから構成されている。そして、この手段Ａ２によっ
て各Ａ／Ｄ変換器、およびＤ／Ａ変換器の変換時信号と
している。

上記第１残留力入力部Ｂ１はＡ／Ｄ変換器２４ａ、メモ
リ２５ａ、制御部２６ａから構成されるＡ／Ｄ変換部２
３ａ、およびフーリエ変換器２７ａから構成されている
。

また、第２残留力入力部Ｂ２はＡ／Ｄ変換器２４ｂ、メ
モリ２５ｂ、制御部２６ｂから構成されるＡ／Ｄ変換部
２３ｂ、およびフーリエ変換器２７ｂから構成されてい
る。

そして、これら第１残留力入力部Ｂ１および第２残留力
入力部Ｂ２は個々の能動防振支持装置２を通して、台１
に伝達している残留力ＦをＡ／Ｄ変換し、回転次数周波
数分析を行い、これをメインコンピュータ２０に送る機
能を備えている。

メインコンピュータ２０は上記の式（３）の（Ｔ（ω）
〕−１の表、制御信号計算プログラム、Ｔ（ω）計算プ
ログラム等をメインメモリ２１にメモリしており、回転
パルス入力部Ａ１および残留力入力部Ｂ１．Ｂ２の信号
にしたがって適時後述する制御信号出力部Ｃ１，Ｄｌ、
Ｃ２。

Ｄ２の制御信号に変更する機能を備えている。

上記制御信号出力部Ｃ１は制御部３３ａ、Ｄ／Ａ変換部
３４ａおよびメモリ３５ａとから構成され、また制御信
号出力部り、は制御部３３ｂ、Ｄ／Ａ変換部３４ｂおよ
びメモリ３５ｂとから構成されており、これら制御信号
出力部Ｃ１、Ｄｌは１組になっている。各制御信号出力
部ＣＩ　、ＤＩは回転パルスに同期して式（３）のＳＯ
を常に出力する機能を持っており、その信号は必要に応
じてメインコンピュータ２０により変更される。

他方、上記制御信号出力部Ｃ２は制御部３３ａ、Ｄ／Ａ
変換部３４ａおよびメモリ３５ａとから構成され、また
制御信号出力部Ｄ２は制御部３３ｂ、Ｄ／Ａ変換部３４
ｂおよびメモリ３５ｂとから構成されており、これら制
御信号出力部Ｃ２，Ｂ２は１組になっている。各制御信
号出力部Ｃ２＋　　Ｄ　２は回転パルスに同期して式（
３）のＳｏを常に出力する機能を持っており、その信号
は必要に応じてメインコンピュータ２０により変更され
る。

なお、第１図中、符号２８はカウンタ、３０ａ、３０ｃ
はサーボアンプ、３１ａ、３１Ｃはスイッチを示してい
る。

而して、スイッチ３１ａが制御信号出力部０１側に接続
して制御信号出力部Ｃ１のメモリ３５ａのの制御信号Ｓ
ｏが出力されている間に制御信号出力部Ｄ１にメインコ
ンピュータ２０で計算された制御信号が入力される。

この間に制御信号出力部Ｃ１はカウンタ２８の出すメモ
リのアドレスの値をＤ／Ａ変換し、その変換はカウンタ
２８からのアドレス出力に同期して行う。

制御信号出力部Ｄｌに新しい制御信号が入力され、その
信号を用いる必要が生じた場合には、メインコンピュー
タ２０よりスイッチ３１ａが切り替り制御信号出力部Ｄ
１によって制御信号Ｓｏが出力される。

このようにして、制御信号が切れることなく、右側のア
クチュエータ６の制御が行われる。

また、左側のアクチュエータ６も制御信号出力部Ｃ２＋
　　Ｄ　２によって同様に行われる。

ここでは、アクチュエータとして流体圧によるものを例
として示したが、電磁力、圧電素子、機械式といったも
のも用いることができる。残留値としても力を例として
いるが振動でもよい。

また制御信号出力部をＣ，Ｄの２個としているが必要数
これを設置することができる。

〔発明の効果〕

と記のように、本発明は、回転機関の回転パルスを残留
値入力部およびカウンタに入力するパルス入力部と、能
動防振支持装置を通して支持台に伝達している残留力ま
たは支持台の残留振動をＡ／Ｄ変換し、かつ回転次数周
波数分析を行ってメインコンピュータに送る残留力入力
部と、各アクチュエータに対して２個以上設けられ、且
つ回転パルスに同期して制御信号を出力する制御信号出
力部と、該制御信号出力部を切り換えるスイッチとから
成るから、回転機関の発生している振動のみを制御でき
る。また、高速度の多点制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる能動防振支持装置の制御装置の
説明図、第２図はパルス発生円板の正面図、第３図は能
動防振支持装置によって回転機関を支持している状態を
示す側面図である。 １・・・支持台、２・・・能動防振支持装置、６・・・
サーボバルブ、２０・・・メインコンピュータ、３１ａ
、、３１ｃ・・・スイッチ、Ａ・・・パルス入力部、Ｂ
１．Ｂ２・・・残留力入力部、Ｃ，、Ｄｌ、Ｃ２゜Ｂ２
・・・制御信号出力部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転機関の回転パルスを残留値入力部およびカウンタに
   入力するパルス入力部と、能動防振支持装置を通して支
   持台に伝達している残留力または振動残留値をＡ／Ｄ変
   換し、かつ回転次数周波数分析を行ってメインコンピュ
   ータに送る残留値入力部と、各アクチュエータに対して
   ２個以上設けられ、且つ回転パルスに同期して制御信号
   を出力する制御信号出力部と、該制御信号出力部を切り
   換えるスイッチとから成る能動防振支持装置の制御装置
   。