JP2000214043A - 構造物の振動シミュレ―ションにおける加振機時間遅れの補正方法 - Google Patents
構造物の振動シミュレ―ションにおける加振機時間遅れの補正方法Info
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- JP2000214043A JP2000214043A JP11017670A JP1767099A JP2000214043A JP 2000214043 A JP2000214043 A JP 2000214043A JP 11017670 A JP11017670 A JP 11017670A JP 1767099 A JP1767099 A JP 1767099A JP 2000214043 A JP2000214043 A JP 2000214043A
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- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 応答遅れを考慮した予測値の定数ａｉを決定
するに当たって、多数の試行と熟練を要することなくこ
れを決定することができる構造物の振動シミュレーショ
ンにおける加振機時間遅れの補正方法を提供する。 【解決手段】 応答遅れをした ｘ′(t)=Ａsin(ωt) ……
（０） 式について、応答遅れ補償後の指示値ｘ（t ）を、過去
（現時刻よりdt×ｉ前）の計測値ｘ′(ti)、事前に把握
した応答遅れ時間τ、および定数ａｉを用いて、 【数１】 として計算するにあたり、前記定数ａｉとして、周波数
（固有円振動数ω）に依存させて最適化して得られる数
値を用いる。
するに当たって、多数の試行と熟練を要することなくこ
れを決定することができる構造物の振動シミュレーショ
ンにおける加振機時間遅れの補正方法を提供する。 【解決手段】 応答遅れをした ｘ′(t)=Ａsin(ωt) ……
（０） 式について、応答遅れ補償後の指示値ｘ（t ）を、過去
（現時刻よりdt×ｉ前）の計測値ｘ′(ti)、事前に把握
した応答遅れ時間τ、および定数ａｉを用いて、 【数１】 として計算するにあたり、前記定数ａｉとして、周波数
（固有円振動数ω）に依存させて最適化して得られる数
値を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の振動シミ
ュレーションにおける加振機時間遅れの補正方法に関す
る。
ュレーションにおける加振機時間遅れの補正方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】本発明者らは、構造物等のシミュレーシ
ョン対象物を模した剛模型を固定部に対し自由に運動可
能に支持し、剛模型を加振するコンピュータで制御可能
なＡＣサーボモータ等の加振手段を設けるとともに、剛
模型に加わる空気外力を測定しコンピュータと結合した
計測器を設けてなるシミュレーション装置を用い、コン
ピュータによる演算結果に基づいて剛模型を強制的に加
振するステップと、計測器によって剛模型に作用する実
際の空気外力を測定するステップと、実際の空気外力か
ら応答加速度及び応答速度を演算するステップを交互に
且つリアルタイムで繰り返すことにより、コンピュータ
内で空気力学的振動をシミュレーションする方法を開発
した（特開平８−１８４５２５号公報を参照）。
ョン対象物を模した剛模型を固定部に対し自由に運動可
能に支持し、剛模型を加振するコンピュータで制御可能
なＡＣサーボモータ等の加振手段を設けるとともに、剛
模型に加わる空気外力を測定しコンピュータと結合した
計測器を設けてなるシミュレーション装置を用い、コン
ピュータによる演算結果に基づいて剛模型を強制的に加
振するステップと、計測器によって剛模型に作用する実
際の空気外力を測定するステップと、実際の空気外力か
ら応答加速度及び応答速度を演算するステップを交互に
且つリアルタイムで繰り返すことにより、コンピュータ
内で空気力学的振動をシミュレーションする方法を開発
した（特開平８−１８４５２５号公報を参照）。
【０００３】この公報に記載された発明によれば、剛模
型の振動特性に関する値を容易且つ厳密に設定すること
ができ、実際のシミュレーション対象物の不安定振動を
含む全ての空力振動を正確且つ容易にシミュレーション
することができるとともに、シミュレーション対象物に
作用する非定常空気力を直接測定できるといった利点が
ある。
型の振動特性に関する値を容易且つ厳密に設定すること
ができ、実際のシミュレーション対象物の不安定振動を
含む全ての空力振動を正確且つ容易にシミュレーション
することができるとともに、シミュレーション対象物に
作用する非定常空気力を直接測定できるといった利点が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報に
記載された発明にあっては、メカニカルな機構部を強制
的に駆動させる故に、加振機の動きに応答遅れが発生す
るという課題があった。風洞実験で実現象を再現すると
き、風洞実験の結果はおおむね良好ではあったが、風外
力と模型の挙動に装置の特性による時間遅れがあること
は、実現象を再現していることにはならない。
記載された発明にあっては、メカニカルな機構部を強制
的に駆動させる故に、加振機の動きに応答遅れが発生す
るという課題があった。風洞実験で実現象を再現すると
き、風洞実験の結果はおおむね良好ではあったが、風外
力と模型の挙動に装置の特性による時間遅れがあること
は、実現象を再現していることにはならない。
【０００５】この応答遅れを解決する手段として、応答
遅れを考慮した予測値を加振機に指令する方法がある
（例えば、日本機械学会論文集（Ｃ編）６１巻５８４号
（１９９５−４）第６４〜７２頁）。この予測値x ′
は、過去（現時刻よりδt ×ｉ前）の計算値ｘi 、およ
びそれに対する定数ａｉを用いて、
遅れを考慮した予測値を加振機に指令する方法がある
（例えば、日本機械学会論文集（Ｃ編）６１巻５８４号
（１９９５−４）第６４〜７２頁）。この予測値x ′
は、過去（現時刻よりδt ×ｉ前）の計算値ｘi 、およ
びそれに対する定数ａｉを用いて、
【数２】 とされている。
【０００６】しかしながら、定数ａｉは固定値であり
［例えば（ｎ＝４の場合）ａ0 ＝５、ａ１＝−１０、ａ
２＝１０、ａ３＝−５、ａ４＝１］、その決定にあたっ
ては、多数の試行と熟練とを要するという欠点があっ
た。
［例えば（ｎ＝４の場合）ａ0 ＝５、ａ１＝−１０、ａ
２＝１０、ａ３＝−５、ａ４＝１］、その決定にあたっ
ては、多数の試行と熟練とを要するという欠点があっ
た。
【０００７】本発明は、このような課題に着目してなさ
れたものであって、定数ａｉの決定に当たって、多数の
試行と熟練を要することなくこれを決定することができ
る構造物の振動シミュレーションにおける加振機時間遅
れの補正方法を提供することを目的とする。
れたものであって、定数ａｉの決定に当たって、多数の
試行と熟練を要することなくこれを決定することができ
る構造物の振動シミュレーションにおける加振機時間遅
れの補正方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、構造物等のシミュレーション対象物を模
した剛模型を固定部に対し自由に運動可能に支持し、剛
模型を加振するコンピュータで制御可能な加振機を設け
るとともに、剛模型に加わる外力を測定しコンピュータ
と結合した計測器を設けてなるシミュレーション装置を
用い、コンピュータによる演算結果に基づいて剛模型を
強制的に加振するステップと、計測器によって剛模型に
作用する実際の外力を測定するステップと、実際の外力
から応答加速度及び応答速度を演算するステップを交互
に且つリアルタイムで繰り返すことにより、コンピュー
タ内で力学的振動をシミュレーションする方法におい
て、応答遅れをした ｘ′(t)=Ａsin(ωt) ……（０） 式について、応答遅れ補償後の指示値ｘ（t ）を、過去
（現時刻よりdt×ｉ前）の計測値ｘ′(ti)、事前に把握
した応答遅れ時間τ、および定数ａｉを用いて、
め、本発明は、構造物等のシミュレーション対象物を模
した剛模型を固定部に対し自由に運動可能に支持し、剛
模型を加振するコンピュータで制御可能な加振機を設け
るとともに、剛模型に加わる外力を測定しコンピュータ
と結合した計測器を設けてなるシミュレーション装置を
用い、コンピュータによる演算結果に基づいて剛模型を
強制的に加振するステップと、計測器によって剛模型に
作用する実際の外力を測定するステップと、実際の外力
から応答加速度及び応答速度を演算するステップを交互
に且つリアルタイムで繰り返すことにより、コンピュー
タ内で力学的振動をシミュレーションする方法におい
て、応答遅れをした ｘ′(t)=Ａsin(ωt) ……（０） 式について、応答遅れ補償後の指示値ｘ（t ）を、過去
（現時刻よりdt×ｉ前）の計測値ｘ′(ti)、事前に把握
した応答遅れ時間τ、および定数ａｉを用いて、
【数３】 として計算するにあたり、前記定数ａｉとして、周波数
（固有円振動数ω）に依存させて最適化して得られる数
値を用いることを特徴とする（請求項１）。
（固有円振動数ω）に依存させて最適化して得られる数
値を用いることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】この発明においては、前記定数ａｉを、前
記（１）式を加法定理で変形し、これが前記（０）式の
位相形式の正弦関数になる条件を用いることによって決
定することを特徴とする（請求項２）。
記（１）式を加法定理で変形し、これが前記（０）式の
位相形式の正弦関数になる条件を用いることによって決
定することを特徴とする（請求項２）。
【００１０】すなわち、２ステップデータ（初項と任意
の１項のみ）を用いるとすれば、（１）式は、応答遅れ
時間をτとして、 ｘ(t)=Ａ｛ａ0sin［ω(t- τ) ］+ ａｉsin ［ω(t- τ-idt) ］｝……（２） となる。
の１項のみ）を用いるとすれば、（１）式は、応答遅れ
時間をτとして、 ｘ(t)=Ａ｛ａ0sin［ω(t- τ) ］+ ａｉsin ［ω(t- τ-idt) ］｝……（２） となる。
【００１１】次に、（２）式を加法定理で変形して、角
度ωt に関する正弦値と余弦値で括る。正弦値sin(ωt)
の係数を１にすると、ａ0cos( ωt)+ ａicos［ω( τ+i
dt) ］＝１となり、余弦値cos(ωτ) の係数を０にする
と、−｛ａ0sin( ωτ)+ａisin［ω( τ+idt) ］｝＝０
となる。これらから、再び加法定理により、 ａ0 ＝sin ［ω( τ+idt) ］/sin( ωidt) ……（３） ａi ＝−sin(ωτ)/sin(ωidt) ……（４） を得る。（ｉ＝１とするのが好ましい。）
度ωt に関する正弦値と余弦値で括る。正弦値sin(ωt)
の係数を１にすると、ａ0cos( ωt)+ ａicos［ω( τ+i
dt) ］＝１となり、余弦値cos(ωτ) の係数を０にする
と、−｛ａ0sin( ωτ)+ａisin［ω( τ+idt) ］｝＝０
となる。これらから、再び加法定理により、 ａ0 ＝sin ［ω( τ+idt) ］/sin( ωidt) ……（３） ａi ＝−sin(ωτ)/sin(ωidt) ……（４） を得る。（ｉ＝１とするのが好ましい。）
【００１２】上記発明によれば、駆動部の時間遅れと振
幅のずれに関する特性を事前に把握し、実働の結果がコ
ンピュータの演算結果になるように、指示値を与えてい
るので、模型の振動特性が設定条件に合い、風外力に対
する挙動の時間遅れを解消することができる。
幅のずれに関する特性を事前に把握し、実働の結果がコ
ンピュータの演算結果になるように、指示値を与えてい
るので、模型の振動特性が設定条件に合い、風外力に対
する挙動の時間遅れを解消することができる。
【００１３】
＝＝＝シミュレーション装置の基本構成＝＝＝ 以下、本発明の好ましい実施の形態について、図１に基
づいて詳細に説明する。図１は本発明にかかるシミュレ
ーション方法の基本的な概念を示す図である。また、図
２は本発明方法に用いられる装置の一実施例を示し、固
定架台（固定部）１に対しｘ軸（図中で左右方向の軸）
を中心として回転可能なジンバル２と、ジンバル２の上
方に位置し且つジンバル２に対しｙ軸（図中で紙面と直
交する方向）及びｚ軸（図中で上下方向の軸）を中心と
して回転可能に支持されたロードセル（計測器）３と、
ロードセル３の上部に設けられた剛模型４と、ロードセ
ル３の下部にこれと一体的に設けられたサポート５とを
備え、剛模型４，ロードセル３，サポート５がジンバル
２を中心としてすりこぎ運動可能となっている。
づいて詳細に説明する。図１は本発明にかかるシミュレ
ーション方法の基本的な概念を示す図である。また、図
２は本発明方法に用いられる装置の一実施例を示し、固
定架台（固定部）１に対しｘ軸（図中で左右方向の軸）
を中心として回転可能なジンバル２と、ジンバル２の上
方に位置し且つジンバル２に対しｙ軸（図中で紙面と直
交する方向）及びｚ軸（図中で上下方向の軸）を中心と
して回転可能に支持されたロードセル（計測器）３と、
ロードセル３の上部に設けられた剛模型４と、ロードセ
ル３の下部にこれと一体的に設けられたサポート５とを
備え、剛模型４，ロードセル３，サポート５がジンバル
２を中心としてすりこぎ運動可能となっている。
【００１４】ここで、構成上特徴となる点は、サポート
５の下端部には回転軸受６が設けられ、この回転軸受６
に連結されたベッド７をサーボモータ８によりボールネ
ジ機構９を介して進退移動することにより、剛模型４を
ｘ軸方向に加振することである。なお、サーボモータ
８，ボールネジ機構９等は加振手段を構成している。サ
ーボモータ８はコンピュータで制御可能であり、前記ロ
ードセル３は該コンピュータと結合されている。また、
ベッド７は一対の固定レール１０，１０に沿って移動す
るよう構成され、ベッド７の移動量（加振量）はマグネ
ットスケール１１によって計測される。剛模型４の頂部
水平変位は、ジンバル２の中心から頂部までの高さＨ
と、該ジンバル２の中心から回転軸受６までの距離ａと
の比（Ｈ／ａ）で求められ、例えばベッド７を１ｍｍ左
方向に移動すると、剛模型４の頂部は（Ｈ／ａ）ｍｍ右
方向に移動することになる。
５の下端部には回転軸受６が設けられ、この回転軸受６
に連結されたベッド７をサーボモータ８によりボールネ
ジ機構９を介して進退移動することにより、剛模型４を
ｘ軸方向に加振することである。なお、サーボモータ
８，ボールネジ機構９等は加振手段を構成している。サ
ーボモータ８はコンピュータで制御可能であり、前記ロ
ードセル３は該コンピュータと結合されている。また、
ベッド７は一対の固定レール１０，１０に沿って移動す
るよう構成され、ベッド７の移動量（加振量）はマグネ
ットスケール１１によって計測される。剛模型４の頂部
水平変位は、ジンバル２の中心から頂部までの高さＨ
と、該ジンバル２の中心から回転軸受６までの距離ａと
の比（Ｈ／ａ）で求められ、例えばベッド７を１ｍｍ左
方向に移動すると、剛模型４の頂部は（Ｈ／ａ）ｍｍ右
方向に移動することになる。
【００１５】そして、本発明方法では、図３に示すよう
に、サーボモータ８によるベッド７の移動量（剛模型４
の加振量）を、ロードセル３の出力に基づいてコンピュ
ータで演算処理された値に応じて変更することを特徴と
している。
に、サーボモータ８によるベッド７の移動量（剛模型４
の加振量）を、ロードセル３の出力に基づいてコンピュ
ータで演算処理された値に応じて変更することを特徴と
している。
【００１６】まず、振動方程式 Ｍ・Ｘ２＋Ｃ・Ｘ１＋Ｋ・Ｘ＝Ｆ（Ｘ２，Ｘ１，ｔ） を仮定する。ここで、Ｍは相似則に基づいて計算された
建築構造物（シミュレーション対象物）の質量、Ｃは減
衰、Ｋは剛性マトリックスであり、Ｘ２は加速度、Ｘ１
は速度変位ベクトル、Ｘは応答値、Ｆ（Ｘ２，Ｘ１，
ｔ）は外力ベクトル、ｔは時刻である。
建築構造物（シミュレーション対象物）の質量、Ｃは減
衰、Ｋは剛性マトリックスであり、Ｘ２は加速度、Ｘ１
は速度変位ベクトル、Ｘは応答値、Ｆ（Ｘ２，Ｘ１，
ｔ）は外力ベクトル、ｔは時刻である。
【００１７】次いで、Ｍ，Ｃ，Ｋの値を初期設定し、上
記振動方程式に基づいて初期応答値Ｘ0 を演算する（ス
テップ１）。次いで、この初期応答値Ｘ0 をサーボモー
タ８に出力して剛模型４を強制的に加振し（ステップ
２）、ロードセルによって模型に作用する実際の風外力
を測定する（ステップ３）。そして、剛模型４にかかる
実際の風外力から応答加速度及び応答速度を演算して
（ステップ４）、その値を表示・記憶するとともに、ｎ
＝ｎ＋１としてステップ１に戻る。
記振動方程式に基づいて初期応答値Ｘ0 を演算する（ス
テップ１）。次いで、この初期応答値Ｘ0 をサーボモー
タ８に出力して剛模型４を強制的に加振し（ステップ
２）、ロードセルによって模型に作用する実際の風外力
を測定する（ステップ３）。そして、剛模型４にかかる
実際の風外力から応答加速度及び応答速度を演算して
（ステップ４）、その値を表示・記憶するとともに、ｎ
＝ｎ＋１としてステップ１に戻る。
【００１８】つまり、本発明は、風洞実験によって求め
られる構造物の非定常空気力を振動方程式の外力項にみ
たてた応答解析を行い、非定常空気力による構造物の振
動現象をシミュレーションするものである。このとき、
構造物の質量、剛性、減衰はコンピュータ内で数値的に
設定され、構造物に作用する風外力は風洞実験装置内に
設置された模型より測定される。また、応答値はコンピ
ュータ内で応答計算を行い求める。更に、その応答値
は、外力項を測定する剛模型４上にリアルタイムで再現
される（図１を参照）。
られる構造物の非定常空気力を振動方程式の外力項にみ
たてた応答解析を行い、非定常空気力による構造物の振
動現象をシミュレーションするものである。このとき、
構造物の質量、剛性、減衰はコンピュータ内で数値的に
設定され、構造物に作用する風外力は風洞実験装置内に
設置された模型より測定される。また、応答値はコンピ
ュータ内で応答計算を行い求める。更に、その応答値
は、外力項を測定する剛模型４上にリアルタイムで再現
される（図１を参照）。
【００１９】ところが、このような実験装置によるシミ
ュレーション方法にあっては、メカニカルな機構部を強
制的に駆動させる故に、加振機の動きに応答遅れが発生
するという課題があった。そこで、本発明においては、
次のようにして、駆動部の時間遅れと振幅のずれに関す
る特性を事前に把握し、実働の結果がコンピュータの演
算結果になるように、指示値を与えているので、模型の
振動特性が設定条件に合い、風外力に対する挙動の時間
遅れを解消する。
ュレーション方法にあっては、メカニカルな機構部を強
制的に駆動させる故に、加振機の動きに応答遅れが発生
するという課題があった。そこで、本発明においては、
次のようにして、駆動部の時間遅れと振幅のずれに関す
る特性を事前に把握し、実働の結果がコンピュータの演
算結果になるように、指示値を与えているので、模型の
振動特性が設定条件に合い、風外力に対する挙動の時間
遅れを解消する。
【００２０】＝＝＝高周波数成分の除去＝＝＝ 時々刻々処理する必要のある信号波形から不要な周波数
成分を取り除く手法として、移動平均法が有利である。
仮に、時系列波形の信号が(5-1) 式、移動平均化操作を
行った信号を(5-2) 式とする。
成分を取り除く手法として、移動平均法が有利である。
仮に、時系列波形の信号が(5-1) 式、移動平均化操作を
行った信号を(5-2) 式とする。
【００２１】 ｘ(t)=Ａsin(ωA t) ……（５−１） ｘ'(t)= Ａ'sin［ωA (t- τ) ］ ……（５−２） ここで、ｘ(t) ：時刻ｔにおける時刻歴データ、Ａ：振
幅、ωA ：固有円振動数( ＝２πf)、ｘ’(t) ：移動平
均操作による時刻ｔにおける時刻歴データ、Ａ’：移動
平均化操作による振幅、τ：移動平均化操作による時間
遅れ、である。
幅、ωA ：固有円振動数( ＝２πf)、ｘ’(t) ：移動平
均操作による時刻ｔにおける時刻歴データ、Ａ’：移動
平均化操作による振幅、τ：移動平均化操作による時間
遅れ、である。
【００２２】(5-1) 式に対して移動平均化操作を行う。
【００２３】
【数４】 ｘ′(t) ＝2 Ａ/(ωA T)sin(ωA Ｔ/ ２)sin［ωA (t-T/2) ］ ……（５−２' ） したがって、 Ａ′＝２Ａ/(ωA T)sin(ωA T/2) ……（５−３） τ＝T/2 ……（５−４）
【００２４】＝＝＝応答遅れの補正＝＝＝ 移動平均による応答遅れと駆動部の特性としての応答遅
れを補正する手法として、(6-1) 式で定義する多項式を
採用する。これは、時間遅れを事前に判断して、指示値
を補正するものである。
れを補正する手法として、(6-1) 式で定義する多項式を
採用する。これは、時間遅れを事前に判断して、指示値
を補正するものである。
【００２５】
【数５】 ここで、ｘ(t0)：応答遅れを生じている時系列データ、
( Ａ/ Ａ′) ：振幅補償のための係数、ａi ：応答遅れ
を補償するための係数、ｘ′(ti)：応答遅れを生じてい
る時系列データ、j=0 ：時刻t0（現時点）、j=i ：時刻
ti(iステップ前) を意味する。
( Ａ/ Ａ′) ：振幅補償のための係数、ａi ：応答遅れ
を補償するための係数、ｘ′(ti)：応答遅れを生じてい
る時系列データ、j=0 ：時刻t0（現時点）、j=i ：時刻
ti(iステップ前) を意味する。
【００２６】従来技術では、３ステップデータを用いて
係数ａi を固定値と定めているが、周波数に依存させて
最適化する場合には、利用するステップ数に関係なく、
係数を定めることができる。但し、２ステップデータを
用いることにすると、(6-1)式は(6-2) 式となるので、
係数は(6-3) 、(6-4)式となる。
係数ａi を固定値と定めているが、周波数に依存させて
最適化する場合には、利用するステップ数に関係なく、
係数を定めることができる。但し、２ステップデータを
用いることにすると、(6-1)式は(6-2) 式となるので、
係数は(6-3) 、(6-4)式となる。
【００２７】 ｘ(t)=Ａ｛ａ0 sin ［ωA (t-T/2) ］+ ａi sin ［ωA (t-T/2−idt)］｝ …… (６−２) ａ0 ＝sin ［ωA (T/2+idt) ］/sin( ωA idt) …… (６−３) ａi ＝-sin( ωA T/2)/sin( ωA idt) …… (６−４) ここで、ａ0 ：時刻t の応答遅れの係数、ａi ：時刻(t
-idt) の応答遅れの係数、ｉ：ｉステップ前、dt：時間
間隔、である。
-idt) の応答遅れの係数、ｉ：ｉステップ前、dt：時間
間隔、である。
【００２８】元のデータは(6-5) 式から算出することが
できる。 x(t)= Ａ/ Ａ′｛ａ0 ｘ′(t)+ａi ｘ′(t-idt) ｝ …… (６−５)
できる。 x(t)= Ａ/ Ａ′｛ａ0 ｘ′(t)+ａi ｘ′(t-idt) ｝ …… (６−５)
【００２９】但し、特定の周波数成分はきれいに応答遅
れを補正することができるが、特定の振動数以外の周波
数成分はゆがめることになる。時間刻みをdt=0.5msec、
応答遅れ時間を２msec，現時点と１ステップ前のデータ
により補正を行うとして誤差を予測すると、設定した周
波数より高い成分は振幅が大きくなり、低い周波数成分
は小さくなる傾向があるが、試算したケースでは１％に
満たない。
れを補正することができるが、特定の振動数以外の周波
数成分はゆがめることになる。時間刻みをdt=0.5msec、
応答遅れ時間を２msec，現時点と１ステップ前のデータ
により補正を行うとして誤差を予測すると、設定した周
波数より高い成分は振幅が大きくなり、低い周波数成分
は小さくなる傾向があるが、試算したケースでは１％に
満たない。
【００３０】次に、データに平均成分が含まれている場
合を想定する。変動成分を(5-1) 式と仮定すると、時刻
歴データは(6-6) 式となる。
合を想定する。変動成分を(5-1) 式と仮定すると、時刻
歴データは(6-6) 式となる。
【数６】
【００３１】平均値は、移動平均化操作を行っても平均
値として消えることはないので、平均値を含んだまま(6
-5) 式によって位相遅れを戻す操作を行うと、平均成分
は(6-7) 式によりゆがむことになる。
値として消えることはないので、平均値を含んだまま(6
-5) 式によって位相遅れを戻す操作を行うと、平均成分
は(6-7) 式によりゆがむことになる。
【００３２】
【数７】
【００３３】応答遅れの補正を行う場合には、平均成分
を除去する必要があり、平均化時間として設定する周期
に一致させると、ゆがみは発生しなくなる。
を除去する必要があり、平均化時間として設定する周期
に一致させると、ゆがみは発生しなくなる。
【００３４】なお、前記(6-2) 式の係数、すなわち前記
(6-3)(6-4)式は以下のステップで求められる（前記式
（３）および式（４）の求め方と同じ）。
(6-3)(6-4)式は以下のステップで求められる（前記式
（３）および式（４）の求め方と同じ）。
【００３５】(6-2) 式から
【数８】
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定数ａｉの決定にあたって、多数の試行と熟練を要する
ことなく決定することができ、駆動部の時間遅れと振幅
のずれに関する特性を事前に把握し、実働の結果がコン
ピュータの演算結果になるように指示値を与えているの
で、模型の振動特性が設定条件に合い、外力に対する挙
動の時間遅れを解消することができる。
定数ａｉの決定にあたって、多数の試行と熟練を要する
ことなく決定することができ、駆動部の時間遅れと振幅
のずれに関する特性を事前に把握し、実働の結果がコン
ピュータの演算結果になるように指示値を与えているの
で、模型の振動特性が設定条件に合い、外力に対する挙
動の時間遅れを解消することができる。
【図１】本発明にかかるシミュレーション方法の基本的
な概念図である。
な概念図である。
【図２】（ａ）本発明にかかるシミュレーション装置の
好適な実施例を示す一部を切り欠いた側面図である。 （ｂ）図２（ａ）の平面図である。
好適な実施例を示す一部を切り欠いた側面図である。 （ｂ）図２（ａ）の平面図である。
【図３】本発明にかかるシミュレーション方法を説明す
るためのフローチャートである。
るためのフローチャートである。
１ 固定架台（固定部） ２ ジンバル ３ ロードセル（計測器） ４ 剛模型 ５ サポート ６ 回転軸受 ８ サーボモータ（加振手段） ９ ボールネジ機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸田 栄蔵 千葉県習志野市泉町１−２−１ 日本大学 生産工学部内 (72)発明者 神田 亮 千葉県習志野市泉町１−２−１ 日本大学 生産工学部内 (72)発明者 川口 彰久 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G023 AB17 AB21 AC01 AC07 AD07
Claims (2)
- 【請求項１】 構造物等のシミュレーション対象物を模
した剛模型を固定部に対し自由に運動可能に支持し、剛
模型を加振するコンピュータで制御可能な加振機を設け
るとともに、剛模型に加わる外力を測定しコンピュータ
と結合した計測器を設けてなるシミュレーション装置を
用い、コンピュータによる演算結果に基づいて剛模型を
強制的に加振するステップと、計測器によって剛模型に
作用する実際の外力を測定するステップと、実際の外力
から応答加速度及び応答速度を演算するステップを交互
に且つリアルタイムで繰り返すことにより、コンピュー
タ内で力学的振動をシミュレーションする方法におい
て、 応答遅れをした ｘ′(t)=Ａsin(ωt) ……（０） 式について、応答遅れ補償後の指示値ｘ（t ）を、過去
（現時刻よりdt×ｉ前）の計測値ｘ′(ti)、事前に把握
した応答遅れ時間τ、および定数ａｉを用いて、 【数１】 として計算するにあたり、 前記定数ａｉとして、周波数（固有円振動数ω）に依存
させて最適化して得られる数値を用いることを特徴とす
る構造物の振動シミュレーションにおける加振機時間遅
れの補正方法。 - 【請求項２】 前記定数ａｉを、前記（１）式を加法定
理で変形し、これが前記（０）式の位相形式の正弦関数
になる条件を用いることによって決定することを特徴と
する請求項１に記載の構造物の振動シミュレーションに
おける加振機時間遅れの補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11017670A JP2000214043A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 構造物の振動シミュレ―ションにおける加振機時間遅れの補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11017670A JP2000214043A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 構造物の振動シミュレ―ションにおける加振機時間遅れの補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000214043A true JP2000214043A (ja) | 2000-08-04 |
Family
ID=11950302
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11017670A Pending JP2000214043A (ja) | 1999-01-26 | 1999-01-26 | 構造物の振動シミュレ―ションにおける加振機時間遅れの補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000214043A (ja) |
-
1999
- 1999-01-26 JP JP11017670A patent/JP2000214043A/ja active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040924 |