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防振技術 除振技術 制振技術 アクティブ振動制御技術
 制御技術に入る前に、構造物の振動をどのように考えるか見ておきます。あらゆる構造物が固有振動モードをもっていて、その固有振動モードの応答の重ね合わせで、構造物の振動を表現することができます。そこで、そのモードをどのように計測して、望ましいモード特性をもった構造物にするかを考えることになります。

 構造物に、ある分かった力を加えてやりますと、ある大きさの応答を返してくれます。そのときの入力から応答までの特性を伝達関数の形で計ると、構造物の動特性(ダイナミクス)を得られます。
【図10】【図11】

【図10】振動応答関数計測

【図11】構造物の伝達関数
 これらをモード座標に変換することは、さほど困難なことではありません。動特性の表現には、力に対する構造物の応答を、変位で計測したコンプライアンス、速度を計ったモビリティ、加速度を計測したアクセレランスの三種類が用いられます。何ニュートンかの力が入ってときに何ミクロン動くかはコンプライアンスで、速度が何カイン出てくるかはモビリティで、何ガル動くかはアクセレランスで計る事になります。ですから、逆にこれらの伝達特性を変化させることが出来れば、構造物の振動応答を変化させ、揺れを制御することができるのです。
それでは振動制御技術で何ができるのか、何をしようとしているのかをお話したいと思います。【図12】

 振動制御技術の大きな目的は、(1)振動を低減する、(2)動特性を改善する、(3)振動を利用するの三つです。これらを実現するために、「絶縁・抑制・追従・同定」などの技術が用いられています。制御技術としては「防振・除振・免震」などがよく使われますが、これらは全て振動の絶縁技術を基礎とします。また「制振」とか「耐震」と呼ばれる技術は、振動の抑制技術にあたり、双方併せて振動低減に用いられます。振動特性の改善には、抑制技術に加え、追従という制振技術を用い、「加振・運動・姿勢制御」などがこれにあたり、例えばロボットの運動効率を上げるのに用いられています。資源探査や超音波診断など、ある入力を入れて帰ってくる応答を見て内部の状態をより良く知ることが出来るのです。

【図12】 *振動制御技術
●振動制御の目的は低減・特性改善・利用に分類できる
●実現するための制御技術には絶縁・抑制・追従・同定の技術分野がある
●制御にはパッシィブ制御とアクティブ制御があり、アクティブはエネルギーを注入する。
●振動は人工的なものを指し、震動は自然なものを指す。
 
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