JP2000292328A - 材料試験装置における制御方法および材料試験装置 - Google Patents
材料試験装置における制御方法および材料試験装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課 題】 サーボバルブ入力信号を極力大きくし、
かつ、安定して作動することができる材料試験装置にお
ける制御方法および材料試験装置を提供する。 【解決手段】 サーボバルブ（７）により作動される液
圧アクチュエータ（８）で材料試験片（９）に負荷を加
え、この負荷をセンサ（１１）で検出し、制御目標入力
信号（Ｅｉ）とセンサからの検出信号（Ｅｆ）との差信
号（Ｅｒ）に比例定数（Ｋｐ）を積算し、この積算信号
をサーボバルブに入力している。そして、前記センサの
検出信号の絶対値が増大すると、前記比例定数が大きく
なる様に変化させている。
かつ、安定して作動することができる材料試験装置にお
ける制御方法および材料試験装置を提供する。 【解決手段】 サーボバルブ（７）により作動される液
圧アクチュエータ（８）で材料試験片（９）に負荷を加
え、この負荷をセンサ（１１）で検出し、制御目標入力
信号（Ｅｉ）とセンサからの検出信号（Ｅｆ）との差信
号（Ｅｒ）に比例定数（Ｋｐ）を積算し、この積算信号
をサーボバルブに入力している。そして、前記センサの
検出信号の絶対値が増大すると、前記比例定数が大きく
なる様に変化させている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、材料試験装置にお
ける制御方法および材料試験装置に関する。
ける制御方法および材料試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の材料試験装置を図５および図６を
用いて説明する。図５は従来の材料試験装置の構成例を
示すブロック図である。図６はサーボバルブおよび液圧
アクチュエータの組み合わさったものの入出力のグラフ
である。
用いて説明する。図５は従来の材料試験装置の構成例を
示すブロック図である。図６はサーボバルブおよび液圧
アクチュエータの組み合わさったものの入出力のグラフ
である。
【０００３】図５において、制御目標入力信号発生手段
としての目標値発生器１は、制御目標入力信号Ｅｉを出
力する。この目標値発生器１の制御目標入力信号Ｅｉ
は、加算部２に出力されている。一方、加算部２の出力
Ｅｒは、調整部３で比例定数Ｋｐが乗算されて、サーボ
バルブ入力信号ｉとなり、デジタルアナログ変換部（Ｄ
／Ａ）４を介して、破線で囲まれて図示されているプラ
ント部（試験機）６のサーボバルブ（Ｓ／Ｖ）７に入力
されている。このサーボバルブ７により油圧アクチュエ
ータ（ＡＣＴ）８が作動し、プラント部６にセッティン
グされた試験片９に負荷としての荷重が加えられ、引張
試験や圧縮試験などが行われている。この試験片９に加
えられた荷重は、ロードセル（Ｌ／Ｃ）などのセンサ１
１で検出されている。このセンサ１１の出力信号Ｆは、
比例定数Ｋｓを有するセンサ用アンプ１２で増幅されて
負荷検出信号Ｅｆとなり、アナログデジタル変換部（Ａ
／Ｄ）１３を介して、加算部２に入力されている。そし
て、加算部２は制御目標入力信号Ｅｉと負荷検出信号Ｅ
ｆとの差信号Ｅｒを、前述のように調整部３に出力して
いる。この様にして、ダイレクトデジタルコントロール
（ＤＤＣ）システムのサーボループが構成されている。
としての目標値発生器１は、制御目標入力信号Ｅｉを出
力する。この目標値発生器１の制御目標入力信号Ｅｉ
は、加算部２に出力されている。一方、加算部２の出力
Ｅｒは、調整部３で比例定数Ｋｐが乗算されて、サーボ
バルブ入力信号ｉとなり、デジタルアナログ変換部（Ｄ
／Ａ）４を介して、破線で囲まれて図示されているプラ
ント部（試験機）６のサーボバルブ（Ｓ／Ｖ）７に入力
されている。このサーボバルブ７により油圧アクチュエ
ータ（ＡＣＴ）８が作動し、プラント部６にセッティン
グされた試験片９に負荷としての荷重が加えられ、引張
試験や圧縮試験などが行われている。この試験片９に加
えられた荷重は、ロードセル（Ｌ／Ｃ）などのセンサ１
１で検出されている。このセンサ１１の出力信号Ｆは、
比例定数Ｋｓを有するセンサ用アンプ１２で増幅されて
負荷検出信号Ｅｆとなり、アナログデジタル変換部（Ａ
／Ｄ）１３を介して、加算部２に入力されている。そし
て、加算部２は制御目標入力信号Ｅｉと負荷検出信号Ｅ
ｆとの差信号Ｅｒを、前述のように調整部３に出力して
いる。この様にして、ダイレクトデジタルコントロール
（ＤＤＣ）システムのサーボループが構成されている。
【０００４】サーボバルブ７には、圧力Ｐｓなる油圧が
供給され、略０圧である圧力Ｐｄで排出されている。そ
して、サーボバルブ７に前述のサーボバルブ入力信号ｉ
が入力されると、液圧アクチュエータとしての油圧アク
チュエータ８が作動し、試験片９に負荷を加える。する
と、センサ１１から出力信号Ｆが出力される。このサー
ボバルブ入力信号ｉと出力信号Ｆとの関係は非線形で、
静的な状態で観測した特性は図６に図示するグラフの様
になる。すなわち、サーボバルブ入力信号ｉの絶対値が
小さな場合には、センサ１１からの出力信号Ｆの変化は
大きく、一方、サーボバルブ入力信号ｉの絶対値が大き
い場合には、センサ１１からの出力信号Ｆの変化は小さ
くなっている。この様な特性は、サーボバルブ７のスプ
ールの変位はサーボバルブ入力信号ｉに略比例している
が、油圧アクチュエータ８の出力圧はスプールの変位に
比例しないために生じており、サーボバルブ７を採用し
た際に生じる特有の現象である。
供給され、略０圧である圧力Ｐｄで排出されている。そ
して、サーボバルブ７に前述のサーボバルブ入力信号ｉ
が入力されると、液圧アクチュエータとしての油圧アク
チュエータ８が作動し、試験片９に負荷を加える。する
と、センサ１１から出力信号Ｆが出力される。このサー
ボバルブ入力信号ｉと出力信号Ｆとの関係は非線形で、
静的な状態で観測した特性は図６に図示するグラフの様
になる。すなわち、サーボバルブ入力信号ｉの絶対値が
小さな場合には、センサ１１からの出力信号Ｆの変化は
大きく、一方、サーボバルブ入力信号ｉの絶対値が大き
い場合には、センサ１１からの出力信号Ｆの変化は小さ
くなっている。この様な特性は、サーボバルブ７のスプ
ールの変位はサーボバルブ入力信号ｉに略比例している
が、油圧アクチュエータ８の出力圧はスプールの変位に
比例しないために生じており、サーボバルブ７を採用し
た際に生じる特有の現象である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、調整部３の
比例定数Ｋｐを設定する際には、先ず、目標荷重とし
て、０近辺の絶対値の小さな荷重を材料試験装置で発生
させる。そして、システム系が不安定ではなく（すなわ
ち、発振せず）、最適応答となる様に比例定数Ｋｐを調
整する。この比例定数Ｋｐの設定の際には、図６におい
て、動作点Ａは０近辺であり、サーボバルブ７および油
圧アクチュエータ８を組み合わせたものの利得Ｆ／ｉ
（ｓ）は、大きくなっている。また、図５において、安
定度（応答性）を決定する閉ループの利得は、積値Ｋｓ
・Ｋｐ・Ｆ／ｉ（ｓ）である。このＦ／ｉ（ｓ）は、サ
ーボバルブ７、油圧アクチュエータ８および試験片９な
どの利得で、周波数の関数であり、時間遅れが発生す
る。そのため、上記積値を過大にするとシステムは不安
定となる。そして、システムが安定している際の最大の
積値すなわち固有値をＫｔとする。なお、この固有値は
サーボバルブ７の周波数特性には依存している。したが
って、最適なシステムでは、式：Ｋｔ＝Ｋｓ・Ｋｐ・Ｆ
／ｉ（ｓ）が成立し、利得Ｆ／ｉ（ｓ）が大きいと、比
例定数Ｋｐは小さくする必要がある。一方、材料試験時
には、サーボバルブ入力信号ｉは０近辺だけではなく、
大きくなり、たとえば、動作点が図６に図示するＢにな
ることがある。この動作点Ｂにおいては、動作点Ａより
も、利得Ｆ／ｉ（ｓ）が小さくなっている。したがっ
て、比例定数Ｋｐを動作点Ａで調整して固定すると、材
料試験装置の応答特性が動作点Ａと動作点Ｂとで異なる
ことになる。また、動作点Ｂにおいては、比例定数Ｋｐ
を大きくしても、材料試験装置は安定して作動すること
になる。
比例定数Ｋｐを設定する際には、先ず、目標荷重とし
て、０近辺の絶対値の小さな荷重を材料試験装置で発生
させる。そして、システム系が不安定ではなく（すなわ
ち、発振せず）、最適応答となる様に比例定数Ｋｐを調
整する。この比例定数Ｋｐの設定の際には、図６におい
て、動作点Ａは０近辺であり、サーボバルブ７および油
圧アクチュエータ８を組み合わせたものの利得Ｆ／ｉ
（ｓ）は、大きくなっている。また、図５において、安
定度（応答性）を決定する閉ループの利得は、積値Ｋｓ
・Ｋｐ・Ｆ／ｉ（ｓ）である。このＦ／ｉ（ｓ）は、サ
ーボバルブ７、油圧アクチュエータ８および試験片９な
どの利得で、周波数の関数であり、時間遅れが発生す
る。そのため、上記積値を過大にするとシステムは不安
定となる。そして、システムが安定している際の最大の
積値すなわち固有値をＫｔとする。なお、この固有値は
サーボバルブ７の周波数特性には依存している。したが
って、最適なシステムでは、式：Ｋｔ＝Ｋｓ・Ｋｐ・Ｆ
／ｉ（ｓ）が成立し、利得Ｆ／ｉ（ｓ）が大きいと、比
例定数Ｋｐは小さくする必要がある。一方、材料試験時
には、サーボバルブ入力信号ｉは０近辺だけではなく、
大きくなり、たとえば、動作点が図６に図示するＢにな
ることがある。この動作点Ｂにおいては、動作点Ａより
も、利得Ｆ／ｉ（ｓ）が小さくなっている。したがっ
て、比例定数Ｋｐを動作点Ａで調整して固定すると、材
料試験装置の応答特性が動作点Ａと動作点Ｂとで異なる
ことになる。また、動作点Ｂにおいては、比例定数Ｋｐ
を大きくしても、材料試験装置は安定して作動すること
になる。
【０００６】そして、この材料試験装置は、前述のよう
にＤＤＣシステムで構成され、比例定数Ｋｐは、たとえ
ば、１６ｂｉｔシステムで構成され、Ｋｐ＝１の時に調
整部３の入力および出力が１６Ｂｉｔの範囲（いわゆる
フルレンジ）を持ち、サーボバルブ７が定格開度開くこ
とができる。もし、この比例定数Ｋｐが小さな値たとえ
ば０．１に設定されると、調整部３は、入力がフルレン
ジであっても、出力は１／１０となるので、定格の約１
／１０しか出力することができなくなり、サーボバルブ
７も定格開度の約１／１０しか開かないこととなる。そ
のため、試験片９に絶対値の大きな荷重を加えることが
できなくなる。したがって、比例定数Ｋｐはできるだけ
大きくして、サーボバルブ入力信号ｉの出力を増大させ
たい。
にＤＤＣシステムで構成され、比例定数Ｋｐは、たとえ
ば、１６ｂｉｔシステムで構成され、Ｋｐ＝１の時に調
整部３の入力および出力が１６Ｂｉｔの範囲（いわゆる
フルレンジ）を持ち、サーボバルブ７が定格開度開くこ
とができる。もし、この比例定数Ｋｐが小さな値たとえ
ば０．１に設定されると、調整部３は、入力がフルレン
ジであっても、出力は１／１０となるので、定格の約１
／１０しか出力することができなくなり、サーボバルブ
７も定格開度の約１／１０しか開かないこととなる。そ
のため、試験片９に絶対値の大きな荷重を加えることが
できなくなる。したがって、比例定数Ｋｐはできるだけ
大きくして、サーボバルブ入力信号ｉの出力を増大させ
たい。
【０００７】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、サーボバルブ入力信号を極力大きくし、か
つ、安定して作動することができる材料試験装置におけ
る制御方法および材料試験装置を提供することを目的と
する。
めのもので、サーボバルブ入力信号を極力大きくし、か
つ、安定して作動することができる材料試験装置におけ
る制御方法および材料試験装置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】本発明の材料試験装置に
おける制御方法は、サーボバルブ（７）により作動され
る液圧アクチュエータ（８）で材料試験片（９）に負荷
を加え、この負荷をセンサ（１１）で検出し、制御目標
入力信号（Ｅｉ）とセンサからの検出信号（Ｅｆ）との
差信号（Ｅｒ）に比例定数（Ｋｐ）を乗算し、この乗算
信号をサーボバルブに入力している。そして、前記課題
を解決するために、前記センサの検出信号の絶対値が増
大すると、前記比例定数が大きくなる様に変化させてい
る。
おける制御方法は、サーボバルブ（７）により作動され
る液圧アクチュエータ（８）で材料試験片（９）に負荷
を加え、この負荷をセンサ（１１）で検出し、制御目標
入力信号（Ｅｉ）とセンサからの検出信号（Ｅｆ）との
差信号（Ｅｒ）に比例定数（Ｋｐ）を乗算し、この乗算
信号をサーボバルブに入力している。そして、前記課題
を解決するために、前記センサの検出信号の絶対値が増
大すると、前記比例定数が大きくなる様に変化させてい
る。
【０００９】また、サーボバルブへの入力信号の絶対値
が増大すると、前記比例定数が大きくなる様に変化させ
ている場合がある。
が増大すると、前記比例定数が大きくなる様に変化させ
ている場合がある。
【００１０】そして、本発明の材料試験装置は、制御目
標入力信号を生成する制御目標入力信号発生手段（１）
と、材料試験片に加わる負荷を検出するセンサと、前記
制御目標入力信号とセンサからの検出信号との差信号を
出力する加算部（２）と、このセンサの検出信号の絶対
値が増大するにつれて大きくなる比例定数を生成する定
数発生部（１６）と、前記差信号に前記定数発生部から
の比例定数を乗算する調整部（３）と、この調整部から
の乗算信号が入力されるサーボバルブと、このサーボバ
ルブにより作動して、前記材料試験片に負荷を加える液
圧アクチュエータとを備えている。
標入力信号を生成する制御目標入力信号発生手段（１）
と、材料試験片に加わる負荷を検出するセンサと、前記
制御目標入力信号とセンサからの検出信号との差信号を
出力する加算部（２）と、このセンサの検出信号の絶対
値が増大するにつれて大きくなる比例定数を生成する定
数発生部（１６）と、前記差信号に前記定数発生部から
の比例定数を乗算する調整部（３）と、この調整部から
の乗算信号が入力されるサーボバルブと、このサーボバ
ルブにより作動して、前記材料試験片に負荷を加える液
圧アクチュエータとを備えている。
【００１１】また、前記定数発生部が、サーボバルブへ
の入力信号の絶対値が増大するにつれて、前記比例定数
を大きくしている場合がある。
の入力信号の絶対値が増大するにつれて、前記比例定数
を大きくしている場合がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明における材料試験装
置の実施の第１の形態を説明する。図１は本発明の材料
試験装置の実施の第１の形態の構成を示すブロック図で
ある。図２は定数発生部における負荷検出信号Ｅｆに対
する比例定数Ｋｐのテーブルである。図３は複数のフィ
ードバック回路を設けた場合のブロック図である。な
お、この実施の第１の形態において、前記図５および図
６に図示する従来例の構成要素に対応する構成要素には
同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
置の実施の第１の形態を説明する。図１は本発明の材料
試験装置の実施の第１の形態の構成を示すブロック図で
ある。図２は定数発生部における負荷検出信号Ｅｆに対
する比例定数Ｋｐのテーブルである。図３は複数のフィ
ードバック回路を設けた場合のブロック図である。な
お、この実施の第１の形態において、前記図５および図
６に図示する従来例の構成要素に対応する構成要素には
同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００１３】図５に図示する従来の調整部３は、比例定
数Ｋｐが一定に固定されているが、図１および図３に図
示する本発明の実施の第１の形態では、比例定数Ｋｐは
可変である。すなわち、センサ１１からの検出信号であ
る負荷検出信号Ｅｆは、加算部２および定数発生部１６
に入力されている。定数発生部１６では、図２に図示す
るテーブルの様に、負荷検出信号Ｅｆの絶対値が大きく
なるにつれて、増大する比例定数Ｋｐが生成されてお
り、この比例定数Ｋｐが調整部３に入力される。ところ
で、定数発生部１６のテーブルは材料試験の前に前もっ
て設定されている。すなわち、材料試験の前に前もっ
て、各負荷検出信号Ｅｆに対して、制御システムが安定
な比例定数Ｋｐを実験で求め、求められた値を定数発生
部１６のテーブルに設定されている。そして、このテー
ブルはメモリーで構成されており、書き込み及び読み出
しが可能であり、試験片９の材質が、たとえば金属から
岩石などへの様に、大きく変わる場合には、テーブルの
設定値を設定し直している。なお、たとえば、鉄からア
ルミなどの様に金属同士の場合には、設定し直す必要は
ほとんどない。この様に、定数発生部１６が生成する比
例定数Ｋｐは、前もって実験で求められており、試験片
９の材質やセンサ１１の特性などの影響を含めて、制御
システムが安定となる様に設定されている。
数Ｋｐが一定に固定されているが、図１および図３に図
示する本発明の実施の第１の形態では、比例定数Ｋｐは
可変である。すなわち、センサ１１からの検出信号であ
る負荷検出信号Ｅｆは、加算部２および定数発生部１６
に入力されている。定数発生部１６では、図２に図示す
るテーブルの様に、負荷検出信号Ｅｆの絶対値が大きく
なるにつれて、増大する比例定数Ｋｐが生成されてお
り、この比例定数Ｋｐが調整部３に入力される。ところ
で、定数発生部１６のテーブルは材料試験の前に前もっ
て設定されている。すなわち、材料試験の前に前もっ
て、各負荷検出信号Ｅｆに対して、制御システムが安定
な比例定数Ｋｐを実験で求め、求められた値を定数発生
部１６のテーブルに設定されている。そして、このテー
ブルはメモリーで構成されており、書き込み及び読み出
しが可能であり、試験片９の材質が、たとえば金属から
岩石などへの様に、大きく変わる場合には、テーブルの
設定値を設定し直している。なお、たとえば、鉄からア
ルミなどの様に金属同士の場合には、設定し直す必要は
ほとんどない。この様に、定数発生部１６が生成する比
例定数Ｋｐは、前もって実験で求められており、試験片
９の材質やセンサ１１の特性などの影響を含めて、制御
システムが安定となる様に設定されている。
【００１４】さらに、図３に図示する様に、フィードバ
ック回路を複数設け、切換スイッチ２０で切り換えて使
用することも可能である。第１のセンサ１１は荷重を検
出しており、第１のセンサ１１が配置されている荷重用
フィードバック回路は、荷重を制御している。一方、第
２のセンサ３１は、油圧アクチュエータ８の先端部の変
位を検出しており、第２のセンサ３１が配置されている
変位用フィードバック回路は、変位すなわち試験片９の
変形量を制御している。この変位用のフィードバック回
路にも、センサ用アンプ３２、アナログデジタル変換部
３３、加算部２２、定数発生部３６、調整部２３、デジ
タルアナログ変換部２４が、荷重用のフィードバック回
路と同様に設けられている。
ック回路を複数設け、切換スイッチ２０で切り換えて使
用することも可能である。第１のセンサ１１は荷重を検
出しており、第１のセンサ１１が配置されている荷重用
フィードバック回路は、荷重を制御している。一方、第
２のセンサ３１は、油圧アクチュエータ８の先端部の変
位を検出しており、第２のセンサ３１が配置されている
変位用フィードバック回路は、変位すなわち試験片９の
変形量を制御している。この変位用のフィードバック回
路にも、センサ用アンプ３２、アナログデジタル変換部
３３、加算部２２、定数発生部３６、調整部２３、デジ
タルアナログ変換部２４が、荷重用のフィードバック回
路と同様に設けられている。
【００１５】この様に構成されている実施の第１の形態
においては、負荷検出信号Ｅｆの絶対値が小さな間は、
比例定数Ｋｐは図５の従来例と同様に小さいが、負荷検
出信号Ｅｆが大きくなると、前述の様に、比例定数Ｋｐ
は増大し、絶対値の大きなサーボバルブ入力信号ｉをサ
ーボバルブ７に入力することができる。その結果、試験
片９に加える負荷を大きくすることが可能となる。
においては、負荷検出信号Ｅｆの絶対値が小さな間は、
比例定数Ｋｐは図５の従来例と同様に小さいが、負荷検
出信号Ｅｆが大きくなると、前述の様に、比例定数Ｋｐ
は増大し、絶対値の大きなサーボバルブ入力信号ｉをサ
ーボバルブ７に入力することができる。その結果、試験
片９に加える負荷を大きくすることが可能となる。
【００１６】ところで、従来のものでは、フィードバッ
ク回路を複数設けた際に、たとえば、一方のフィードバ
ック回路の比例定数Ｋｐが、他方のフィードバック回路
の比例定数Ｋｐよりも小さくて、両フィードバック回路
のサーボバルブ入力信号ｉの最大値が大きく異なること
がある。そのため、他方のフィードバック回路から一方
のフィードバック回路に切り換えた際に、他方のフィー
ドバック回路におけるサーボバルブ入力信号ｉの出力値
が最大値に近いと、切り換え後、一方のフィードバック
のサーボバルブ入力信号ｉは最大値を出力したとして
も、他方のフィードバック回路のサーボバルブ入力信号
ｉの出力値よりもかなり小さくなり、ショックが発生す
ることがある。しかしながら、実施の第１の形態では、
従来のものに比して、サーボバルブ入力信号ｉは、定格
近くまで出力することができるので、一方のフィードバ
ック回路のサーボバルブ入力信号ｉの最大値と、他方の
フィードバック回路のサーボバルブ入力信号ｉの最大値
とが大きく異なることを極力防止することができる。そ
の結果、フィードバック回路を切り換えた際に、ショッ
クが発生することを極力防止することができる。
ク回路を複数設けた際に、たとえば、一方のフィードバ
ック回路の比例定数Ｋｐが、他方のフィードバック回路
の比例定数Ｋｐよりも小さくて、両フィードバック回路
のサーボバルブ入力信号ｉの最大値が大きく異なること
がある。そのため、他方のフィードバック回路から一方
のフィードバック回路に切り換えた際に、他方のフィー
ドバック回路におけるサーボバルブ入力信号ｉの出力値
が最大値に近いと、切り換え後、一方のフィードバック
のサーボバルブ入力信号ｉは最大値を出力したとして
も、他方のフィードバック回路のサーボバルブ入力信号
ｉの出力値よりもかなり小さくなり、ショックが発生す
ることがある。しかしながら、実施の第１の形態では、
従来のものに比して、サーボバルブ入力信号ｉは、定格
近くまで出力することができるので、一方のフィードバ
ック回路のサーボバルブ入力信号ｉの最大値と、他方の
フィードバック回路のサーボバルブ入力信号ｉの最大値
とが大きく異なることを極力防止することができる。そ
の結果、フィードバック回路を切り換えた際に、ショッ
クが発生することを極力防止することができる。
【００１７】次に、本発明における材料試験装置の実施
の第２の形態について図４を用いて説明する。図４は本
発明の材料試験装置の実施の第２の形態の構成を示すブ
ロック図である。なお、この実施の第２の形態の説明に
おいて、前記実施の第１の形態の構成要素に対応する構
成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
の第２の形態について図４を用いて説明する。図４は本
発明の材料試験装置の実施の第２の形態の構成を示すブ
ロック図である。なお、この実施の第２の形態の説明に
おいて、前記実施の第１の形態の構成要素に対応する構
成要素には同一符号を付して、その詳細な説明は省略す
る。
【００１８】図４は、実施の第１の形態の図１に対応す
る図であり、定数発生部１６には、負荷検出信号Ｅｆで
はなく、サーボバルブ入力信号ｉが入力されている。こ
の定数発生部１６のテーブルには、サーボバルブ入力信
号ｉの各値に対して、制御システムが安定な比例定数Ｋ
ｐが設定されている。そして、実施の第２の形態の定数
発生部１６では、サーボバルブ入力信号ｉの絶対値が大
きくなるにつれて、増大する比例定数Ｋｐが生成されて
おり、この比例定数Ｋｐが調整部３に入力される。他の
作用および構成は、実施の第１の形態と略同じである。
なお、サーボバルブ入力信号ｉに対して、制御システム
が安定な比例定数Ｋｐは、サーボバルブ入力信号ｉの絶
対値が大きくなってから急激に増大しており、サーボバ
ルブ入力信号ｉの絶対値が大きい領域では、制御システ
ムが安定な比例定数Ｋｐを正確に求めることが難しい。
そのため、実務上は、サーボバルブ入力信号ｉで比例定
数Ｋｐを変化させるよりも、負荷検出信号Ｅｆで比例定
数Ｋｐを変化させた方が、定数発生部１６のテーブルを
容易に作成することができる。したがって、実施の第１
の形態の方が実施の第２の形態よりも好ましい。
る図であり、定数発生部１６には、負荷検出信号Ｅｆで
はなく、サーボバルブ入力信号ｉが入力されている。こ
の定数発生部１６のテーブルには、サーボバルブ入力信
号ｉの各値に対して、制御システムが安定な比例定数Ｋ
ｐが設定されている。そして、実施の第２の形態の定数
発生部１６では、サーボバルブ入力信号ｉの絶対値が大
きくなるにつれて、増大する比例定数Ｋｐが生成されて
おり、この比例定数Ｋｐが調整部３に入力される。他の
作用および構成は、実施の第１の形態と略同じである。
なお、サーボバルブ入力信号ｉに対して、制御システム
が安定な比例定数Ｋｐは、サーボバルブ入力信号ｉの絶
対値が大きくなってから急激に増大しており、サーボバ
ルブ入力信号ｉの絶対値が大きい領域では、制御システ
ムが安定な比例定数Ｋｐを正確に求めることが難しい。
そのため、実務上は、サーボバルブ入力信号ｉで比例定
数Ｋｐを変化させるよりも、負荷検出信号Ｅｆで比例定
数Ｋｐを変化させた方が、定数発生部１６のテーブルを
容易に作成することができる。したがって、実施の第１
の形態の方が実施の第２の形態よりも好ましい。
【００１９】この様に構成されている実施の第２の形態
においては、サーボバルブ入力信号ｉの絶対値が小さな
間は、比例定数Ｋｐは図５の従来例と同様に小さいが、
サーボバルブ入力信号ｉが大きくなると、前述の様に、
比例定数Ｋｐは増大し、絶対値の大きなサーボバルブ入
力信号ｉをサーボバルブ７に入力することができる。そ
の結果、試験片９に加える負荷を大きくすることが可能
となる。
においては、サーボバルブ入力信号ｉの絶対値が小さな
間は、比例定数Ｋｐは図５の従来例と同様に小さいが、
サーボバルブ入力信号ｉが大きくなると、前述の様に、
比例定数Ｋｐは増大し、絶対値の大きなサーボバルブ入
力信号ｉをサーボバルブ７に入力することができる。そ
の結果、試験片９に加える負荷を大きくすることが可能
となる。
【００２０】前述の様に、定数発生部１６に記憶されて
いる比例定数Ｋｐは書換え可能である。そして、定数発
生部１６が生成する比例定数Ｋｐは、前もって材料試験
装置に試験片９をセッティングして実験で求められ、試
験片９の材質やセンサ１１などの特性の影響を含めて、
制御システムが安定となる様に設定されている。そのた
め、試験片９の材質などが変更されても、制御システム
を安定にすることができる。
いる比例定数Ｋｐは書換え可能である。そして、定数発
生部１６が生成する比例定数Ｋｐは、前もって材料試験
装置に試験片９をセッティングして実験で求められ、試
験片９の材質やセンサ１１などの特性の影響を含めて、
制御システムが安定となる様に設定されている。そのた
め、試験片９の材質などが変更されても、制御システム
を安定にすることができる。
【００２１】なお、センサが検出する負荷は、荷重以外
のもの、たとえば、変位でも可能である。また、調整部
３に積分要素や微分要素を入れることも可能である。そ
の際には、積分要素や微分要素の出力値は、比例要素の
出力値に対して小さくすることが好ましい。また、液圧
アクチュエータは油圧以外の液圧で駆動されることが可
能である。さらに、定数発生部１６のテーブルは、負荷
検出信号Ｅｆのプラス側とマイナス側とが略対称である
ので、プラス側のみ、すなわち、負荷検出信号Ｅｆの絶
対値に対する比例定数Ｋｐを設定することも可能であ
る。この様にする定数発生部１６の記憶容量を小さくす
ることができる。
のもの、たとえば、変位でも可能である。また、調整部
３に積分要素や微分要素を入れることも可能である。そ
の際には、積分要素や微分要素の出力値は、比例要素の
出力値に対して小さくすることが好ましい。また、液圧
アクチュエータは油圧以外の液圧で駆動されることが可
能である。さらに、定数発生部１６のテーブルは、負荷
検出信号Ｅｆのプラス側とマイナス側とが略対称である
ので、プラス側のみ、すなわち、負荷検出信号Ｅｆの絶
対値に対する比例定数Ｋｐを設定することも可能であ
る。この様にする定数発生部１６の記憶容量を小さくす
ることができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、センサの検出信号の絶
対値が増大すると、前記比例定数が大きくなる様に変化
させているので、センサの検出信号が０付近では、比例
定数が小さくなり、センサの検出信号の絶対値が増大す
ると、この比例定数が増大する。したがって、センサの
検出信号の絶対値が大きくなると、比例定数を大きくし
てサーボバルブ入力信号を極力大きくすることができ
る。その結果、アクチュエータの出力を大きくすること
ができる。また、サーボバルブへの入力信号の絶対値が
増大すると、比例定数が大きくなる様に変化させている
場合にも、同様に、アクチュエータの出力を大きくする
ことができる。
対値が増大すると、前記比例定数が大きくなる様に変化
させているので、センサの検出信号が０付近では、比例
定数が小さくなり、センサの検出信号の絶対値が増大す
ると、この比例定数が増大する。したがって、センサの
検出信号の絶対値が大きくなると、比例定数を大きくし
てサーボバルブ入力信号を極力大きくすることができ
る。その結果、アクチュエータの出力を大きくすること
ができる。また、サーボバルブへの入力信号の絶対値が
増大すると、比例定数が大きくなる様に変化させている
場合にも、同様に、アクチュエータの出力を大きくする
ことができる。
【図１】図１は本発明の材料試験装置の実施の第１の形
態の構成を示すブロック図である。
態の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は定数発生部における負荷検出信号Ｅｆに
対する比例定数Ｋｐのテーブルである。
対する比例定数Ｋｐのテーブルである。
【図３】図３は複数のフィードバック回路を設けた場合
のブロック図である。
のブロック図である。
【図４】図４は本発明の材料試験装置の実施の第２の形
態の構成を示すブロック図である。
態の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は従来の材料試験装置の構成例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図６】図６はサーボバルブおよび液圧アクチュエータ
の組み合わさったものの入出力のグラフである。
の組み合わさったものの入出力のグラフである。
Ｅｆ 負荷検出信号 Ｅｉ 制御目標入力信号 Ｋｐ 比例定数 Ｅｒ 差信号 １ 目標値発生器（制御目標入力信号発生手段） ２ 加算部 ３ 調整部 ７ サーボバルブ ８ 油圧アクチュエータ（液圧アクチュエータ） ９ 試験片 １１ センサ １６ 定数発生部
Claims (4)
- 【請求項１】 サーボバルブにより作動される液圧アク
チュエータで材料試験片に負荷を加え、この負荷をセン
サで検出し、制御目標入力信号とセンサからの検出信号
との差信号に比例定数を乗算し、この乗算信号をサーボ
バルブに入力している材料試験装置における制御方法に
おいて、 前記センサの検出信号の絶対値が増大すると、前記比例
定数が大きくなる様に変化させていることを特徴とする
材料試験装置における制御方法。 - 【請求項２】 サーボバルブにより作動される液圧アク
チュエータで材料試験片に負荷を加え、この負荷をセン
サで検出し、制御目標入力信号とセンサからの検出信号
との差信号に比例定数を乗算し、この乗算信号をサーボ
バルブに入力している材料試験装置における制御方法に
おいて、 前記サーボバルブへの入力信号の絶対値が増大すると、
前記比例定数が大きくなる様に変化させていることを特
徴とする材料試験装置における制御方法。 - 【請求項３】 制御目標入力信号を生成する制御目標入
力信号発生手段と、 材料試験片に加わる負荷を検出するセンサと、 前記制御目標入力信号とセンサからの検出信号との差信
号を出力する加算部と、 このセンサの検出信号の絶対値が増大するにつれて大き
くなる比例定数を生成する定数発生部と、 前記差信号に、前記定数発生部からの比例定数を乗算す
る調整部と、 この調整部からの乗算信号が入力されるサーボバルブ
と、 このサーボバルブにより作動して、前記材料試験片に負
荷を加える液圧アクチュエータとを備えていることを特
徴とする材料試験装置。 - 【請求項４】 制御目標入力信号を生成する制御目標入
力信号発生手段と、 材料試験片に加わる負荷を検出するセンサと、 前記制御目標入力信号とセンサからの検出信号との差信
号を出力する加算部と、 前記差信号に比例定数を乗算する調整部と、 この調整部からの乗算信号が入力されるサーボバルブ
と、 このサーボバルブへの入力信号の絶対値が増大するにつ
れて、前記比例定数を大きくしている定数発生部と、 前記サーボバルブにより作動して、前記材料試験片に負
荷を加える液圧アクチュエータとを備えていることを特
徴とする材料試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11098442A JP2000292328A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 材料試験装置における制御方法および材料試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11098442A JP2000292328A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 材料試験装置における制御方法および材料試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000292328A true JP2000292328A (ja) | 2000-10-20 |
Family
ID=14219884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11098442A Withdrawn JP2000292328A (ja) | 1999-04-06 | 1999-04-06 | 材料試験装置における制御方法および材料試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000292328A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012050229A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Railway Technical Research Institute | パンタグラフの接触力変動低減方法及びパンタグラフ |
| CN109304668A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-02-05 | 上海衡拓液压控制技术有限公司 | 自动研磨、检测伺服阀阀套方窗口装置 |
| CN114199374A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-18 | 复旦大学 | 一种感算一体的单光子成像芯片及方法 |
-
1999
- 1999-04-06 JP JP11098442A patent/JP2000292328A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012050229A (ja) * | 2010-08-26 | 2012-03-08 | Railway Technical Research Institute | パンタグラフの接触力変動低減方法及びパンタグラフ |
| CN109304668A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-02-05 | 上海衡拓液压控制技术有限公司 | 自动研磨、检测伺服阀阀套方窗口装置 |
| CN114199374A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-03-18 | 复旦大学 | 一种感算一体的单光子成像芯片及方法 |
| CN114199374B (zh) * | 2021-11-22 | 2023-08-29 | 复旦大学 | 一种感算一体的单光子成像芯片及方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060606 |