JP2002005783A - 多連試験装置 - Google Patents

多連試験装置

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JP2002005783A
JP2002005783A JP2000185266A JP2000185266A JP2002005783A JP 2002005783 A JP2002005783 A JP 2002005783A JP 2000185266 A JP2000185266 A JP 2000185266A JP 2000185266 A JP2000185266 A JP 2000185266A JP 2002005783 A JP2002005783 A JP 2002005783A
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waveform
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target waveform
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JP2000185266A
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English (en)
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Shogoro Iwakiri
省吾郎 岩切
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Shimadzu Corp
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Shimadzu Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成のもとに、かつ、調整作業に多く
の労力を要することなく、任意の多数の試験機を互いに
同期させて駆動制御することのできる多連試験装置を提
供する。 【解決手段】 各試験機本体1a,1b,1cの制御遅
れ時間ta ,tb ,tc のいずれよりも長い基準遅延時
間Tを、バッファ機能を有する各制御装置2a,2b,
2cに設定し、各制御装置2a,2b,2cでは、波形
発生器3から供給される目標波形W0 を、基準遅延時間
Tから該当の制御対象の制御遅れ時間ta ,tb ,tc
を減じた時間だけバッファリングして遅らせたうえで各
試験機本体1a,1b,1cの制御に供することで、各
試験機本体1a,1b,1cの動作を、それぞれ目標波
形W0 に対して基準遅延時間Tだけ遅れた同期目標波形
に一致させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サーボ系のフィー
ドバック制御機構により、複数台の試験機を同期させて
駆動制御する多連試験装置に関する。
【0002】
【従来の技術】複数台の試験機を個別に制御しつつ、互
いに同じ目標波形のもとに同期させて供試体の加振試験
や材料試験を行おうとする場合、一般に、各試験機に対
して制御装置を設けるとともに、外部の信号発生器から
の出力波形を各制御装置に供給するか、あるいは、各制
御装置に信号発生手段を内蔵させて同じ波形を出力さ
せ、その出力波形を互いに同期させる方法などが採用さ
れる。
【0003】ここで、各制御対象である各試験機と供試
体を含めた各系の伝達特性が互いにほぼ等しければ、外
部の信号発生器を用いる場合には1つの出力波形を各制
御装置に共通に供給することで、また、制御装置に内蔵
している信号発生手段を用いる場合には、その各出力波
形の同期をとることで、各制御対象の位相同期をとるこ
とができる。
【0004】しかし、各制御対象の伝達特性が異なる場
合は、外部の信号発生器を用いる場合には、制御対象と
同じ数の波形信号器を用いてそれぞれに位相可変機能を
持たせるか、あるいは多チャンネルの信号発生器を用い
て、それぞれに位相可変機能を持たせる必要があり、ま
た、制御装置に内蔵している信号発生手段を用いる場合
においても、それぞれに位相可変機能を持たせる必要が
ある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、各制御対象
の伝達特性が互いに相違するために位相可変機能を持つ
外部の信号発生器もしくは内臓の信号発生手段を用いる
場合、位相の調整を自動化することが困難であり、ま
た、制御対象の数だけ信号発生器の出力が必要となり、
その数だけ信号の位相調整を行う必要があるため、互い
に異なる伝達特性を持つ多数の制御対象の位相同期をと
ることは、その調整作業にも多くの労力を要する。
【0006】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、簡単な構成のもとに、また、調整作業に多くの
労力を必要とすることなく、任意の多数の試験機を同期
させて駆動制御することのできる多連試験装置の提供を
目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の多連試験装置は、複数台の試験機本体と、
その各試験機本体に対応して設けられて当該各試験機本
体をそれぞれ制御する複数台の制御装置と、その各制御
装置に対して目標波形を供給する少なくとも1台の信号
発生器を備えた多連試験装置において、あらかじめ測定
された上記各試験機本体の制御遅れ時間のいずれよりも
長い基準遅延時間を設定する設定手段を備えるととも
に、上記各制御装置は、上記信号発生器からの目標波形
を一時的に記憶するバッファ機能を備え、かつ、上記設
定手段により設定された基準遅延時間から、それぞれの
制御対象である試験機本体の制御遅れ時間分だけ減じた
時間だけ上記目標波形をバッファリングしたうえで、そ
の波形を目標波形として用いて該当の試験機本体を制御
するよう構成されていることによって特徴づけられる。
【0008】本発明は、各試験機本体をそれぞれ制御す
る制御装置に、目標波形のバッファ機能を持たせるとと
もに、その各制御装置に対して共通の目標波形を供給
し、各制御装置のバッファ機能により、それぞれの系の
制御遅れに対応した時間だけ目標波形をバッファリング
したうえで該当の試験機本体を制御することにより、所
期の目的を達成しようとするものである。
【0009】すなわち、各制御装置の制御対象である各
試験機本体(供試体を含む)の制御遅れをあらかじめ測
定する。この制御遅れは、例えばプレ試験により各制御
装置に対して所定の信号を供給し、制御対象である各試
験機本体からの応答の遅延時間を記憶することにより行
うことができる。そして、その各制御対象の制御遅れの
いずれよりも長い時間を基準遅延時間として各制御装置
に設定する。各制御装置では、その基準遅延時間から該
当の試験機本体の制御遅れ時間を減じた時間分だけ波形
発生器からの目標波形をバッファリングしたうえで該当
の試験機本体の制御に供することにより、供試体を含む
各試験機本体は、信号発生器からの目標波形に対して上
記した基準遅延時間だけ遅れて動作する。
【0010】換言すれば、目標波形から基準遅延時間だ
け遅れた波形を同期目標波形と称すると、本発明におい
ては、各制御装置は、その同期目標波形に対して、それ
ぞれの制御対象の制御遅れ時間分だけ進めた波形を用い
て該当の制御対象を制御することになる。従って各制御
対象は、同期目標波形に対して進めた分だけ遅れて応答
するから、その各応答は全て同期目標波形に一致するこ
とになる。
【0011】このような本発明の構成によれば、互いに
伝達特性の異なる多数の制御対象の位相同期をとるに際
して、それぞれの制御装置に対して供給する目標波形と
して互いに異なる位相のものを発生する必要がなく、一
つの目標波形によって各制御対象の位相を同期させるこ
とができ、また、各制御対象の制御遅れは上記したよう
にプレ試験等によって測定することができ、その測定結
果に基づいて各制御装置側で目標波形のバッファリング
時間を相違させることで位相調整を行うことができるた
め、位相を調整するための自動化が容易である。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。図1は本発明の実施の形
態の構成を示すブロック図である。
【0013】この例においては、3台の試験機本体1
a,1b,1cを同期制御する例を示しており、各試験
機本体1a,1b,1cは、それぞれに対応して設けら
れた制御装置2a,2b,2cによって駆動制御され
る。各試験機本体1a,1b,1cは、例えば材料試験
機であり、負荷機構の駆動により供試体を負荷し、それ
により供試体に加えられる荷重もくしは変位、歪み等を
検出し、そのうち制御量として選択されているものが制
御用の検出信号として対応する制御装置2a,2b,2
cに取り込まれる。各制御装置2a,2b,2cは、目
標波形に対して、制御対象である各試験機本体1a,1
b,1cからの検出信号をフィードバックすることによ
り、各試験機本体1a,1b,1cを目標波形通りに動
作させるように構成されている。
【0014】供試体を含めた各試験機本体1a,1b,
1cは、それぞれ異なった伝達特性を有し、図2
(A),(B)および(C)に例示するように、それぞ
れの実働波形Wa ,Wb ,Wc は、目標波形W0 に対し
て互いに異なる位相(時間)遅れt a , b ,tc を生
じるものとする。従って、各制御装置2a,2b,2c
が互いに同期した目標波形W0 を用いて各試験機本体1
a,1b,1cを制御した場合には、各試験機本体1
a,1b,1cは図2にWa ,Wb ,Wc で示されるよ
うな位相のばらつきを以て動作することになる。
【0015】各制御装置2a,2b,2cには、信号発
生器3から共通の目標波形W0 が供給されるとともに、
コンピュータ4から後述する基準遅延時間Tがパラメー
タとして供給される。また、各制御装置2a,2b,2
cは、それぞれ信号発生器3から供給される目標波形W
0 を一時的に記憶するバッファ機能を有している。
【0016】次に、以上の本発明の実施の形態の動作手
順について説明する。まず、試験に先立ち、プレ試験を
行うことにより、各制御装置2a,2b,2cの制御対
象、つまり供試体を含めた各試験機本体1a,1b,1
cの制御(位相)遅れta , b ,tc を実測する。こ
の測定は、例えば図2に示した目標波形W0 の1波分を
各制御装置2a,2b,2cにそれぞれ供給し、そのと
きの検出信号(実働波形の検出結果)の位相遅れを各制
御装置2a,2b,2cにおいて測定して記憶すること
によって容易に行うことができる。
【0017】次に、その各制御遅れをコンピュータ4に
送信し、コンピュータ4では、その中で最も長い時間よ
りも長く、かつ、各制御装置2a,2b,2cの最大バ
ッファリング時間よりも短い任意の時間を決定し、基準
遅延時間Tとして各制御装置2a,2b,2cに供給
し、パラメータ設定する。
【0018】実際の試験の開始を指令すると、各制御装
置2a,2b,および2cでは、波形発生器3から供給
される目標波形W0 を、基準遅延時間Tとそれぞれの系
の位相遅れta , b ,tc に応じた時間(T−
a ),(T−tb )および(T−tc )だけバッファ
リングすることによって遅らせたうえで、その波形をそ
れぞれの目標波形WDa、WDb、およびWDcとして、各試
験機本体1a,1bおよび1cをフィードバック制御す
る。
【0019】図3に、以上の動作における各波形のタイ
ムチャートを示す。波形発生器3からの目標波形W0
対し、各制御装置2a,2b,2cが実際に各試験機本
体1a,1b,1cを制御する目標波形WDa、WDb、お
よびWDcは、それぞれ(T−ta ),(T−tb ),
(T−tc )だけ遅れている。そして、各制御対象、つ
まり供試体を含めた各試験機本体1a,1b,1cが、
それぞれ制御遅れta ,b ,tc を以て動作するた
め、各試験機本体1a,1b,1cの実働波形Wa,W
b ,Wc は互いに同期した状態となる。この各実働波形
a ,Wb ,Wc の位相は、目標波形W0 から基準遅延
時間Tだけ遅れることになり、従って、観点を変えれ
ば、各試験機本体1a,1b,1cは、原始目標波形W
0 に対して基準遅延時間Tだけ遅延した同期目標波形W
D0に位相同期して動作すると言える。
【0020】ここで、以上の実施の形態においては、各
試験機本体1a,1b,1cの位相を完全に同期させて
動作させる場合について述べたが、各制御装置2a,2
b,2cによる目標波形W0 のバッファリング時間を、
例えば(T−ta ),(T−tb +δ),(T−tc
2δ)等とすることにより、各試験機本体1a,1b,
1cを互いにδだけ位相をずらせた状態で同期動作させ
ることもでき、本発明はこのような使用方法をも包含す
る。
【0021】また、以上の実施の形態においては、原始
目標波形W0 を外部の波形発生器3から供給した例を示
したが、各制御装置2a,2b,2cに波形発生機能を
持たせ、その機能を用いて原始目標波形W0 を発生させ
てもよく、この場合、各制御装置2a,2b,2cのう
ちの任意の1台からの原始目標波形W0 を他に供給して
もよいし、あるいは、各制御装置の波形発生機能の同期
をとり、それぞれに自己の機能が発生した波形を原始目
標波形W0 として用いても同等の作用効果を奏すること
ができる。
【0022】更に、同期制御する試験機本体並びに制御
装置の数は任意であることは言うまでもない。
【0023】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、制御対
象である供試体を含めた各試験機本体の制御遅れをプレ
試験等によって測定することにより、各制御装置側が共
通の目標波形をバッファリングにより自動的に適宜時間
だけ遅延させて各試験機本体の制御に用いるので、任意
の多数の試験機本体の位相を同期させるに当たっての調
整作業が極めて簡単であり、また、試験機本体の数を増
やすことによる調整作業の増加もない。
【0024】また、本発明によれば、位相の調整は実質
的にソフトウェアによって行うことができ、しかも一つ
の目標波形を共通に使用するためにハードウェア構成が
簡単でコスト面においても有利である。
【0025】更に、本発明の技術を用いることによっ
て、単なる位相の完全同期のみならず、複数の試験機本
体の位相を所要時間ずつずらして同期動作させることも
可能であるから、標準的なハードウェアを簡単に組み合
わせるだけで、多チャンネルの可変位相制御が可能とな
るとともに、組み合わせの選択も専用のシステムに比し
て自由度が高く、増設も容易であるほか、それぞれの制
御装置を全く別の試験用の装置として分解して使用する
際にも何ら手を加える必要がないという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】(A)、(B)および(C)は、本発明の実施
の形態における供試体を含めた各試験機本体1a,1b
および1cの応答特性を示すタイムチャートである。
【図3】本発明の実施の形態の動作時における各部の波
形の例を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
1a,1b,1c 試験機本体 2a,2b,2c 制御装置 3 波形発生器 4 コンピュータ W0 目標波形(原始) WDa,WDb,WDc 制御に供する目標波形 Wa ,Wb ,Wc 実働波形 WD0 同期目標波形

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数台の試験機本体と、その各試験機本
    体に対応して設けられて当該各試験機本体をそれぞれフ
    ィードバック制御する複数台の制御装置と、その各制御
    装置に対して上記各試験機本体の動作目標となる目標波
    形を供給する少なくとも1台の信号発生器を備えた多連
    試験装置において、 あらかじめ測定された上記各試験機本体の制御遅れ時間
    のいずれよりも長い基準遅延時間を設定する設定手段を
    備えるとともに、 上記各制御装置は、上記信号発生器からの目標波形を一
    時的に記憶するバッファ機能を備え、かつ、上記設定手
    段により設定された基準遅延時間から、それぞれの制御
    対象である試験機本体の制御遅れ時間分だけ減じた時間
    だけ上記目標波形をバッファリングしたうえで、その波
    形を目標波形として用いて該当の試験機本体を制御する
    よう構成されていることを特徴とする多連試験装置。
JP2000185266A 2000-06-20 2000-06-20 多連試験装置 Pending JP2002005783A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007003402A (ja) * 2005-06-24 2007-01-11 Toyota Motor Corp 内燃機関の適合システム
US8091619B2 (en) 2004-09-08 2012-01-10 Ep Technology Ab Heat exchanger with indentation pattern

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US8091619B2 (en) 2004-09-08 2012-01-10 Ep Technology Ab Heat exchanger with indentation pattern
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