2exp1
D.4 エレベータ乗りかごの実稼動実験
D.4.1 実稼動測定実験
本節では 24 人乗りの高速エレベータを供試体とし，2名乗車の状態で走行する．図 D.2 に示す加速度センサの配置でエレベータを速度4m/sで3往復運転させてサンプリング周波 数fs = 256Hzにて応答加速度を測定する．ただし図D.2中の矢印は，各加速度センサの計測 自由度を表す．また，本節ではガイドレールの途中に，振動モードが励起されやすくなる ように微小なレール曲がりを与えた．
D.4.2 データ解析
・スペクトル解析
収録された応答加速度データに対して，約 75%のオーバーラップを施して，運転開始か ら終了までの全範囲を網羅するように3往復分のフーリエスペクトルを平均化する．なお，
サンプリング時間T = 16 secであり，窓関数にはハニング窓を用いた．1往復運転の鉛直方 向の加速度波形においてFFT時間窓を設定する様子を図D.3 に示す．ただし縦軸の値は，
かご床に設置された鉛直Z方向のセンサの出力電圧値を示している．
・PSD 行列のスケーリング
各応答加速度のフーリエスペクトルを重心に縮約して，重心の PSD行列を計算する．し かし重心6自由度のPSD行列の成分は加速度波形のスペクトルと角加速度波形のスペクト ルという 2 種類の単位から成る．PSD 行列に対しては，固有値分解により分散が最大化さ
にスケーリングを施し，PSD 行列を算出した．得られた固有ベクトルに対しては，逆のス ケーリングを施して評価する必要がある．
・解析結果
RIF値を図D.4に示す．RIF値は約4Hz以下において高い値を示し，本節で対象とする周 波数範囲内において剛体の仮定が成り立つことを確認できる．
Start
FFT & Spectral Analysis PSD Matrix Eigenvalue Decomposition
Peak Picking Mode Shape Vector
SDOF PSD
Undamped Natural Angular Frequency, Modal Damping Ratio
Continue?
End no yes
図D.1 FDDのフローチャート
Z X
Y
: Accelerometer : Measurement DOFS
frame cage
図D.2 センサ配置
1
0 10 20 30 40 50 60
-0.1 -0.05 0 0.05 0.1
Time (sec)
Aceeleration (V)
表D.1 同定されたモード特性
Mode Shape
Damped Natural Frequency
Modal Damping
Ratio X translation 1.58 Hz 3.25 % Z-axial rotation 2.13 Hz 2.81 %
図D.5 PSD行列の固有値 図D.6 モード形状
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100
Frequency (Hz)
Eigenvalue (Nm/s) (a) 1次モード（TX）
(b) 2次モード（RZ）
(c) 3次モード（RY）
Z
X Y
Neutral Mode shape 図D.3 鉛直方向加速度とサンプリング時間長
UP
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 DOWN 0.4
0 1 2 3 4 5 6 7
RIF (-)
Frequency (Hz)
8 9 10
図D.4 剛体指示関数
重心のPSD行列の固有値プロットを図D.5に示す．図中には，上から順に第一固有値か ら第六固有値までプロットしてある．最大固有値のピーク（図中の矢印↓）に着目し，それ ぞれのピーク近傍においてSDOF PSDを推定し，これに対してカーブフィットを行ない，
固有振動数とモード減衰比を同定した．モード特性同定結果を表D.1に示し，固有モード形 状を図D.6に示す．図D.6では，初期位置におけるかごを点線で，モード形状を実線で示し ている．
D.4.2.4 考察
同定された固有モードを用いて，Z並進運動を除く重心5自由度における計測加速度から モード座標を計算する．得られるモード座標のPSD波形を図D.7に示す．モード座標に変 換された重心X並進運動のPSD波形には，約1.63Hzにピークがあり，Y軸回転運動のPSD 波形には，約2.69Hzにピークがあり，そしてZ軸回転運動のPSD波形には，約2.13Hzに ピークがある．FDD によって同定された固有モードを用いてモード座標に変換された計測 データには，各固有振動数付近においてPSD のピークが形成されており，同定された固有 モードの妥当性を確認できる．
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
10-6 10-4
PSD [(m/s2 )/s] 1st mode
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
10-6 10-4
PSD [(rad/s2 )/s] 2nd mode
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
10-6 10-4
Frequency [Hz]
PSD [(rad/s2 )/s] 3rd mode
図D.7 モード座標におけるPSD