JP2009294150A - Vibration testing device - Google Patents
Vibration testing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009294150A JP2009294150A JP2008149722A JP2008149722A JP2009294150A JP 2009294150 A JP2009294150 A JP 2009294150A JP 2008149722 A JP2008149722 A JP 2008149722A JP 2008149722 A JP2008149722 A JP 2008149722A JP 2009294150 A JP2009294150 A JP 2009294150A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- shaking table
- acceleration
- displacement
- excitation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
Description
本発明は、試験体に対して振動試験を実行する振動試験装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration test apparatus that performs a vibration test on a test body.
加振手段で振動させる振動台の上に、この振動台とは異なる振動台及び当該振動台を振動させる加振手段を載置して、１台の加振手段では得られない加速度を発生させる振動試験装置が知られている。例えば、特許文献１には、このような振動試験装置において、それぞれの加振手段を同期して動作させて運転する振動試験装置が開示されている。 A vibration table different from the vibration table and a vibration unit that vibrates the vibration table are placed on the vibration table that is vibrated by the vibration means, and an acceleration that cannot be obtained by one vibration means is generated. Vibration testing devices are known. For example, Patent Document 1 discloses a vibration test apparatus that operates in such a vibration test apparatus by operating each excitation means in synchronization.
特許文献１に開示された技術は、試験体に高加速度入力を与えることができるが、２台の加振手段を同期して運転させて、振動台上の試験体を加振する方向は１方向に限定されており、複数の方向で試験体を加振する場合には、改善の余地がある。 The technique disclosed in Patent Document 1 can give a high acceleration input to a test body, but the direction in which the test body on the shaking table is vibrated by operating two vibration means in synchronization is 1. There is room for improvement when the specimen is vibrated in a plurality of directions.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の振動台及び加振手段を組み合わせた振動試験装置において、２方向以上の加振入力を試験体に与えることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a test body with excitation inputs in two or more directions in a vibration test apparatus in which a plurality of vibration tables and vibration means are combined.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る振動試験装置は、第１の加振手段によって少なくとも２方向に加振される第１の振動台を有する第１加振装置と、前記第１の振動台に搭載されてパラレルリンク機構で構成される第２の加振手段で第２の振動台を加振する第２加振装置と、前記第１の振動台の振動と、前記第２の振動台の振動とを同期させる振動制御装置と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a vibration test apparatus according to the present invention includes a first vibration apparatus having a first vibration table that is vibrated in at least two directions by a first vibration means. A second vibration device that vibrates the second vibration table by a second vibration means that is mounted on the first vibration table and includes a parallel link mechanism, and vibration of the first vibration table And a vibration control device that synchronizes the vibration of the second shaking table.
このように、第１加振装置を構成する第１の振動台の上に、パラレルリンク機構で構成される第２の加振手段で第２の振動台を加振する第２の加振装置を搭載する。第２の加振装置は、パラレルリンク機構で構成されているので、第２の振動台を６軸方向に加振できる。そして、振動制御装置で、少なくとも２方向に加振される第１の振動台と、６軸方向に加振可能な第２の振動台とを同期して加振することにより、第２の振動台２１に載置された試験体に２方向以上の加振入力を与えることができる。 In this way, the second vibration device that vibrates the second vibration table on the first vibration table constituting the first vibration device by the second vibration means configured by the parallel link mechanism. Is installed. Since the second vibration device is composed of a parallel link mechanism, the second vibration table can be vibrated in six axial directions. Then, the vibration control device synchronously vibrates the first vibration table that is vibrated in at least two directions and the second vibration table that can be vibrated in the six-axis direction, thereby generating the second vibration. Excitation inputs in two or more directions can be given to the test body placed on the table 21.
本発明の望ましい態様としては、前記振動試験装置において、前記第２の加振手段を複数備えることが好ましい。これによって、より大きい加速度を試験体に与えることができる。 As a desirable aspect of the present invention, it is preferable that the vibration test apparatus includes a plurality of the second vibration means. Thereby, a larger acceleration can be given to the specimen.
本発明の望ましい態様としては、前記振動試験装置において、対向配置される少なくとも一対の前記第２の加振手段と、少なくとも一対の前記第２の加振手段の間に設けられる前記第２の振動台と、前記第１の振動台の上に設けられ、前記第２の加振手段の前記第２の振動台に取り付けられる側とは反対側に取り付けられる支持部材と、を備えることが好ましい。 As a desirable aspect of the present invention, in the vibration test apparatus, the second vibration provided between at least a pair of the second vibration means arranged opposite to each other and at least a pair of the second vibration means. It is preferable to include a base and a support member provided on the first vibration base and attached to the opposite side of the second vibration means to the side attached to the second vibration base.
このように、対向して配置される第２の加振手段の間に第２の振動台を配置して試験体を加振するので、第２の加振手段の鉛直方向上方に配置される第２の振動台上に試験体を載置するよりも、試験体の重心を低くできる。その結果、振動試験においては、試験体がより安定するので好ましい。 In this way, since the second vibration table is arranged between the second vibration means arranged opposite to each other to vibrate the test body, it is disposed above the second vibration means in the vertical direction. The center of gravity of the test body can be made lower than placing the test body on the second shaking table. As a result, the vibration test is preferable because the specimen is more stable.
本発明の望ましい態様としては、前記振動試験装置において、前記振動制御装置は、前記第２の振動台の変位と、前記第１の振動台の変位を係数倍したものに基づいて設定された前記第２の振動台の変位目標値との変位差が０になるように、かつ、前記変位差に基づいて得られる前記第２の振動台の模擬荷重と、前記第２の振動台が生成する荷重との荷重差が０になるように、前記第２の振動台を加振することが好ましい。これによって、試験体が非線形応答をする場合において、制御目標値と実際の試験体の挙動との乖離を低減する。 As a desirable aspect of the present invention, in the vibration test apparatus, the vibration control apparatus is set based on a displacement of the second vibration table and a displacement of the first vibration table multiplied by a coefficient. A simulated load of the second shaking table obtained based on the displacement difference and the second shaking table are generated so that a displacement difference from a displacement target value of the second shaking table becomes zero. It is preferable to vibrate the second shaking table so that the load difference from the load becomes zero. As a result, when the specimen has a nonlinear response, the difference between the control target value and the actual behavior of the specimen is reduced.
本発明は、複数の振動台及び加振手段を組み合わせた振動試験装置において、２方向以上の加振入力を試験体に与えることができる。 The present invention can provide a test body with excitation inputs in two or more directions in a vibration test apparatus in which a plurality of vibration tables and vibration means are combined.
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。なお、下記の説明により本発明が限定されるものではない。また、下記の説明における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following description. In addition, constituent elements in the following description include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those in a so-called equivalent range.
図１は、実施例１に係る振動試験装置を示す全体構成図である。図２は、実施例１に係る振動試験装置を示す平面図である。図３、図４は、実施例１に係る振動試験装置の他の構成例を示す全体構成図である。図１に示す振動試験装置１は、第１加振装置１０と、第２加振装置２０と、振動制御装置３０とを有し、振動制御装置３０によって第１加振装置１０及び第２加振装置２０が制御される。振動試験の対象である試験体２は、第２加振装置２０を構成する第２の振動台２１上に載置される。 FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating a vibration test apparatus according to a first embodiment. FIG. 2 is a plan view illustrating the vibration testing apparatus according to the first embodiment. FIG. 3 and FIG. 4 are overall configuration diagrams illustrating another configuration example of the vibration test apparatus according to the first embodiment. The vibration test apparatus 1 illustrated in FIG. 1 includes a first vibration apparatus 10, a second vibration apparatus 20, and a vibration control apparatus 30, and the vibration control apparatus 30 performs the first vibration apparatus 10 and the second vibration apparatus 30. The vibration device 20 is controlled. The test body 2 that is the subject of the vibration test is placed on the second vibration table 21 that constitutes the second vibration device 20.
図２に示すように、第１加振装置１０は、第１の振動台１１と、第１の振動台１１を加振する第１の加振手段とで構成される。第１の加振手段は、少なくとも２方向に第１の振動台１１を加振する。本実施例において、第１の加振手段は、第１の振動台１１を同一平面内におけるｘ方向、及びｘ方向と直交するｙ方向、及び前記平面と直交するｚ方向の３方向に加振するため、ｘ方向加振手段１２Ａとｙ方向加振手段１２Ｂとｚ方向加振手段１２Ｃとで構成される。なお、第１の加振手段は、ｘ方向加振手段１２Ａとｙ方向加振手段１２Ｂとを備え、ｘ方向及びｙ方向の２方向に第１の振動台１１を加振するようにしてもよい。第１の加振手段を構成するｘ方向加振手段１２Ａ及びｙ方向加振手段１２Ｂ及びｚ方向加振手段１２Ｃは、例えば、油圧シリンダを用いた油圧加振装置を用いる。 As shown in FIG. 2, the first vibration device 10 includes a first vibration table 11 and first vibration means that vibrates the first vibration table 11. The first vibration means vibrates the first shaking table 11 in at least two directions. In the present embodiment, the first vibrating means vibrates the first shaking table 11 in three directions: the x direction in the same plane, the y direction perpendicular to the x direction, and the z direction perpendicular to the plane. For this purpose, the x-direction vibration means 12A, the y-direction vibration means 12B, and the z-direction vibration means 12C are used. The first vibration means includes an x-direction vibration means 12A and a y-direction vibration means 12B, and may vibrate the first vibration table 11 in two directions, the x direction and the y direction. Good. For example, a hydraulic vibration device using a hydraulic cylinder is used as the x-direction vibration means 12A, the y-direction vibration means 12B, and the z-direction vibration means 12C constituting the first vibration means.
図１に示すように、第１加振装置１０を構成する第１の振動台１１は、平面視が矩形形状であり、凹状に形成されたピット３の内部に配置される。そして、ピット３の壁面３Ｗと第１の振動台１１の辺１１Ａとの間にｘ方向加振手段１２Ａが設けられ、ピット３の壁面３Ｗと第１の振動台１１の辺１１Ｂとの間にｙ方向加振手段１２Ｂが設けられる。また、第１の振動台１１は、第２加振装置２０を載置する載置面とは反対側と、ピット３の底部３Ｂとの間に、ｚ方向加振手段１２Ｃが設けられる。振動制御装置３０からの指令によってｘ方向加振手段１２Ａ及びｙ方向加振手段１２Ｂ及びｚ方向加振手段１２Ｃが伸縮することにより、第１の振動台１１が加振される。 As shown in FIG. 1, the first shaking table 11 constituting the first vibration exciter 10 has a rectangular shape in plan view and is arranged inside a pit 3 formed in a concave shape. An x-direction excitation means 12A is provided between the wall surface 3W of the pit 3 and the side 11A of the first shaking table 11, and between the wall surface 3W of the pit 3 and the side 11B of the first shaking table 11. A y-direction vibration means 12B is provided. Further, the first shaking table 11 is provided with z-direction vibrating means 12 </ b> C between the opposite side of the mounting surface on which the second vibrating device 20 is placed and the bottom 3 </ b> B of the pit 3. The first vibration table 11 is vibrated by the expansion and contraction of the x-direction vibration means 12A, the y-direction vibration means 12B, and the z-direction vibration means 12C according to a command from the vibration control device 30.
第２加振装置２０は、複数の加振手段を組み合わせたパラレルリンク機構で構成される。第２加振装置２０は、第２の加振手段として複数（本実施例では６個）の油圧シリンダ２３を用い、これらをパラレルリンク機構として構成される。第２加振装置２０は、それぞれの油圧シリンダ２３の一端部が第２加振装置基台２２に対してピン結合となるように第２加振装置基台２２へ取り付けられ、他端部が第２の振動台２１に対してピン結合となるように第２の振動台２１に取り付けられる。油圧シリンダ２３の一端部は、例えば、油圧シリンダ２３のシリンダケースの端部であり、他端部は、油圧シリンダ２３のピストンの端部である。 The 2nd vibration apparatus 20 is comprised with the parallel link mechanism which combined the several vibration means. The second vibration device 20 uses a plurality (six in this embodiment) of hydraulic cylinders 23 as second vibration means, and these are configured as a parallel link mechanism. The second vibration device 20 is attached to the second vibration device base 22 so that one end of each hydraulic cylinder 23 is pin-coupled to the second vibration device base 22, and the other end is attached to the second vibration device base 22. The second shaking table 21 is attached to the second shaking table 21 so as to be pin-coupled. One end of the hydraulic cylinder 23 is, for example, an end of a cylinder case of the hydraulic cylinder 23, and the other end is an end of a piston of the hydraulic cylinder 23.
パラレルリンク機構で構成される第２加振装置２０は、並列にリンク機構、すなわち複数の油圧シリンダ２３が制御されることにより、第２の振動台２１の動きが決定される。第２加振装置２０は、振動制御装置３０が、複数の油圧シリンダ２３をそれぞれ並列に制御することにより、第２の振動台２１を６軸方向に加振できる。 In the second vibration device 20 configured by a parallel link mechanism, the movement of the second shaking table 21 is determined by controlling the link mechanism, that is, the plurality of hydraulic cylinders 23 in parallel. The second vibration device 20 can vibrate the second vibration table 21 in six axial directions by the vibration control device 30 controlling the plurality of hydraulic cylinders 23 in parallel.
第２加振装置基台２２は、第１加振装置１０を構成する第１の振動台１１の上に取り付けられる。なお、本実施例では、第２加振装置基台２２を介して第１の振動台１１の上に複数の油圧シリンダ２３を取り付けたが、複数の油圧シリンダ２３の一端部を、第１の振動台１１に対してピン結合となるように、直接第１の振動台１１の上に取り付けてもよい。 The second vibration device base 22 is attached on the first vibration table 11 constituting the first vibration device 10. In the present embodiment, the plurality of hydraulic cylinders 23 are mounted on the first vibration table 11 via the second vibration device base 22, but one end of the plurality of hydraulic cylinders 23 is connected to the first vibration table 11. The vibration table 11 may be directly mounted on the first vibration table 11 so as to be pin-coupled.
本実施例において、第１加振装置１０は、既設の振動試験装置を用いることができる。そして、第１加振装置１０を構成する第１の振動台１１上に第２加振装置２０を設置することで、比較的簡易に振動試験装置１を構成できる。また、試験体２の寸法が大きく、第２加振装置２０の第２の振動台２１上に試験体２を載置できない等の事情がある場合には、第２加振装置２０を第１の振動台１１から取り外す必要があるが、このような場合でも、比較的簡易に第２加振装置２０を第１の振動台１１から撤去することができる。これによって、振動試験装置１は、試験体２の大きさや、振動試験の仕様が変化した場合でも、比較的容易に対応できる。 In the present embodiment, the first vibration device 10 can be an existing vibration test device. And the vibration test apparatus 1 can be comprised comparatively simply by installing the 2nd vibration apparatus 20 on the 1st vibration stand 11 which comprises the 1st vibration apparatus 10. FIG. In addition, when there is a situation in which the size of the test body 2 is large and the test body 2 cannot be placed on the second vibration table 21 of the second vibration apparatus 20, the second vibration apparatus 20 is changed to the first vibration apparatus 20. However, even in such a case, the second vibration device 20 can be removed from the first vibration table 11 relatively easily. As a result, the vibration test apparatus 1 can relatively easily cope with changes in the size of the test body 2 and the vibration test specifications.
振動試験装置１は、振動制御装置３０が、第１の振動台１１の振動と、第２の振動台２１の振動とを同期させて駆動することにより、１台の加振装置よりも大きな加速度及び振幅を第２の振動台２１上に載置された試験体２へ与えることができる。より具体的には、振動制御装置３０は、第１加振装置１０を構成する第１の振動台１１を駆動する第１の加振手段と、第２加振装置２０を構成する第２の振動台２１を駆動する複数の油圧シリンダ２３とを同期して駆動する。これによって、１台の加振装置よりも大きな加速度及び振幅を試験体２へ与える。 In the vibration test apparatus 1, the vibration control apparatus 30 drives the vibrations of the first vibration table 11 and the vibrations of the second vibration table 21 in synchronization with each other so that the acceleration is larger than that of a single vibration device. And the amplitude can be given to the test body 2 placed on the second shaking table 21. More specifically, the vibration control device 30 includes a first vibration unit that drives the first vibration table 11 that forms the first vibration device 10, and a second vibration device that forms the second vibration device 20. The plurality of hydraulic cylinders 23 that drive the vibration table 21 are driven in synchronization. As a result, acceleration and amplitude larger than those of one vibration device are given to the test body 2.
また、振動試験装置１を構成する第２加振装置２０は、第２の振動台２１を６軸方向に加振できる。第１加振装置１０が、第１の振動台１１を水平方向に２方向加振できる場合、第２加振装置２０における第２の振動台２１の加振方向を第１の振動台１１の加振方向と同じ２方向とし、両者の加振を同期させることにより、振動試験装置１は、試験体２に対して２方向同時の振動試験が実現できる。また、第１加振装置１０が、第１の振動台１１を水平方向に２方向及び前記２方向と直交する方向の計３方向に加振できる場合、第２加振装置２０が備える第２の振動台２１の加振方向を、第１加振装置１０が備える第１の振動台１１の加振方向と同じ３方向とし、両者の加振を同期させることにより、振動試験装置１は、試験体２に対して３方向同時の振動試験が実現できる。これによって、例えば、地震波を想定した振動試験を実行する場合には、試験体２の設置状態を変更することなく地震波での振動試験が実行できるので、試験効率が向上する。 Further, the second vibration device 20 constituting the vibration test apparatus 1 can vibrate the second vibration table 21 in six axial directions. When the first vibration device 10 can vibrate the first vibration table 11 in two directions in the horizontal direction, the vibration direction of the second vibration table 21 in the second vibration device 20 is the same as that of the first vibration table 11. The vibration test apparatus 1 can realize a vibration test in two directions at the same time with respect to the test body 2 by using the same two directions as the vibration direction and synchronizing the vibrations of the two directions. Further, when the first vibration device 10 can vibrate the first shaking table 11 in two directions in the horizontal direction and a total of three directions orthogonal to the two directions, the second vibration device 20 includes a second vibration device 20. The vibration test apparatus 1 is configured so that the vibration directions of the vibration table 21 are the same three directions as the vibration direction of the first vibration table 11 included in the first vibration device 10, and the two vibrations are synchronized. A vibration test in three directions at the same time can be realized for the specimen 2. Thus, for example, when a vibration test assuming a seismic wave is performed, a vibration test using a seismic wave can be performed without changing the installation state of the test body 2, thereby improving the test efficiency.
振動試験装置１の第１の振動台１１には、第１の振動台１１の加速度を検出する加速度検出手段として、第１加速度計４１が取り付けられる。また、振動試験装置１の第２の振動台２１には、第２の振動台２１の加速度を検出する加速度検出手段として、第２加速度計４２が取り付けられる。第１加速度計４１及び第２加速度計４２は振動制御装置３０と接続され、第１加速度計４１及び第２加速度計４２が検出した情報は、振動制御装置３０の入力となり、振動試験装置１の制御に用いる。 A first accelerometer 41 is attached to the first shaking table 11 of the vibration testing apparatus 1 as acceleration detecting means for detecting the acceleration of the first shaking table 11. A second accelerometer 42 is attached to the second shaking table 21 of the vibration testing apparatus 1 as an acceleration detecting means for detecting the acceleration of the second shaking table 21. The first accelerometer 41 and the second accelerometer 42 are connected to the vibration control device 30, and the information detected by the first accelerometer 41 and the second accelerometer 42 is input to the vibration control device 30, and the vibration test device 1 Used for control.
振動制御装置３０は、入力部と、処理部３０Ｐと、出力部と、逆運動演算部３０ＲＣと、記憶部３０Ｍとを有する。入力部は、増幅器３１、３２と、Ａ／Ｄ変換器３３とを含んで構成される。処理部３０Ｐは、例えばマイクロコンピュータで構成される。出力部は、Ｄ／Ａ変換器３４と、サーボ増幅器３５、３６とを含んで構成される。 The vibration control device 30 includes an input unit, a processing unit 30P, an output unit, a reverse motion calculation unit 30RC, and a storage unit 30M. The input unit includes amplifiers 31 and 32 and an A / D converter 33. The processing unit 30P is configured by a microcomputer, for example. The output unit includes a D / A converter 34 and servo amplifiers 35 and 36.
第１加速度計４１の出力は、増幅器３１によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３３でディジタル信号に変換されて処理部３０Ｐへ入力される。また、第２加速度計４２の出力は、増幅器３２によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３３でディジタル信号に変換されて処理部３０Ｐへ入力される。第１加速度計４１及び第２加速度計４２が検出した第１の振動台１１及び第２の振動台２１の加速度は、処理部３０Ｐへ取り込まれて、振動試験装置１の制御に用いられる。 The output of the first accelerometer 41 is amplified by the amplifier 31 and then converted into a digital signal by the A / D converter 33 and input to the processing unit 30P. The output of the second accelerometer 42 is amplified by the amplifier 32, converted into a digital signal by the A / D converter 33, and input to the processing unit 30P. The accelerations of the first shaking table 11 and the second shaking table 21 detected by the first accelerometer 41 and the second accelerometer 42 are taken into the processing unit 30P and used for controlling the vibration testing apparatus 1.
処理部３０Ｐは、第１加振装置１０を構成する第１の加振手段及び第２加振装置２０を構成する第２の加振手段を制御するための制御信号を生成する。処理部３０Ｐが生成した制御信号は、Ｄ／Ａ変換器３４でアナログ信号に変換された後、サーボ増幅器３５及び逆運動演算部３０ＲＣへ出力される。処理部３０Ｐからサーボ増幅器３５へ出力される制御信号は、第１加振装置１０を構成する第１の加振手段を制御するものであり、逆運動演算部３０ＲＣへ出力される制御信号は、第２加振装置２０を構成する第２の加振手段を制御するためのものである。第１加振装置１０を構成する第１の加振手段は、サーボ増幅器３５へ出力される制御信号にしたがって駆動され、第１の振動台１１を加振する。 The processing unit 30 </ b> P generates a control signal for controlling the first vibration unit that forms the first vibration device 10 and the second vibration unit that forms the second vibration device 20. The control signal generated by the processing unit 30P is converted into an analog signal by the D / A converter 34, and then output to the servo amplifier 35 and the reverse motion calculation unit 30RC. The control signal output from the processing unit 30P to the servo amplifier 35 controls the first vibration means constituting the first vibration device 10, and the control signal output to the reverse motion calculation unit 30RC is This is for controlling the second vibration means constituting the second vibration device 20. The first vibration means constituting the first vibration device 10 is driven according to a control signal output to the servo amplifier 35 and vibrates the first shaking table 11.
逆運動演算部３０ＲＣは、第２加振装置２０が備える、パラレルリンク機構で構成される第２の加振手段を制御するためのものである。処理部３０Ｐは、第２加振装置２０が備える第２の振動台２１を加振させるにあたって、第２の振動台２１の変位情報（第２の振動台２１の位置に関する情報）を生成する。逆運動演算部３０ＲＣは、処理部３０Ｐによって生成された第２の振動台２１の変位情報から、第２加振装置２０が備える、パラレルリンク機構で構成される複数の油圧シリンダ２３の変位信号を求める。 The reverse motion calculation unit 30RC is for controlling the second vibration means that is provided in the second vibration device 20 and is configured by a parallel link mechanism. The processing unit 30 </ b> P generates displacement information (information regarding the position of the second vibration table 21) of the second vibration table 21 when vibrating the second vibration table 21 included in the second vibration device 20. The reverse motion calculation unit 30RC generates displacement signals of a plurality of hydraulic cylinders 23 including a parallel link mechanism included in the second vibration device 20 from the displacement information of the second shaking table 21 generated by the processing unit 30P. Ask.
すなわち、逆運動演算部３０ＲＣは、試験体２が載置される面、すなわち、第２の振動台２１の動作を指令する信号が生成される。そして、逆運動演算部３０ＲＣは、生成した複数の油圧シリンダ２３の駆動目標信号をサーボ増幅器３６に出力し、サーボ増幅器３６で増幅された複数の油圧シリンダ２３の駆動目標信号によって、それぞれの油圧シリンダ２３が駆動される。 That is, the reverse motion calculation unit 30RC generates a signal that commands the operation of the surface on which the test body 2 is placed, that is, the second shaking table 21. Then, the reverse motion calculation unit 30RC outputs the generated drive target signals of the plurality of hydraulic cylinders 23 to the servo amplifier 36, and the respective hydraulic cylinders are driven by the drive target signals of the plurality of hydraulic cylinders 23 amplified by the servo amplifier 36. 23 is driven.
図３、図４は、実施例１に係る振動試験装置の他の構成例を示す全体構成図である。図３に示す振動試験装置１ａは、上述した振動試験装置１と略同様の構成であるが、パラレルリンク機構で構成される第２の加振手段を複数有する第２加振装置２０ａを備える点が異なる。振動試験装置１ａは、第１加振装置１０を構成する第１の振動台１１の上に、第２加振装置２０ａが載置される。 FIG. 3 and FIG. 4 are overall configuration diagrams illustrating another configuration example of the vibration test apparatus according to the first embodiment. The vibration test apparatus 1a shown in FIG. 3 has substantially the same configuration as that of the vibration test apparatus 1 described above, but includes a second vibration apparatus 20a having a plurality of second vibration means composed of a parallel link mechanism. Is different. In the vibration test apparatus 1 a, the second vibration apparatus 20 a is placed on the first vibration table 11 constituting the first vibration apparatus 10.
第２加振装置２０ａは、第２加振装置基台２２と第２の振動台２１との間に、６本の油圧シリンダ２３でパラレルリンクを構成するパラレルリンク機構２３＿１と、同じく６本の油圧シリンダ２３でパラレルリンクを構成するパラレルリンク機構２３＿２とを有する。なお、図３には、２組のパラレルリンク機構２３＿１、２３＿２を示すが、実際には、第２加振装置２０ａには少なくとも３組のパラレルリンク機構が必要である。 The second vibration device 20 a includes a parallel link mechanism 23 </ b> _ <b> 1 that forms a parallel link with six hydraulic cylinders 23 between the second vibration device base 22 and the second vibration table 21. The hydraulic cylinder 23 includes a parallel link mechanism 23_2 that forms a parallel link. FIG. 3 shows two sets of parallel link mechanisms 23_1 and 23_2. Actually, however, at least three sets of parallel link mechanisms are required for the second vibrating device 20a.
このように、振動試験装置１ａは、パラレルリンク機構で構成される第２の加振手段を複数有するので、上述した振動試験装置１よりも大きな加速度を発生させることができる。これによって、上述した振動試験装置１よりも大きな加速度を試験体２に与えることができ、また、上述した振動試験装置１よりも質量や寸法の大きい試験体に対して振動試験を実行できる。なお、パラレルリンク機構で構成される複数の第２の加振手段は、それぞれが必ずしも同一の特性を有していなくてもよい。 As described above, since the vibration test apparatus 1a includes a plurality of second excitation means configured by the parallel link mechanism, it is possible to generate a larger acceleration than the vibration test apparatus 1 described above. As a result, acceleration greater than that of the vibration test apparatus 1 described above can be applied to the test body 2, and a vibration test can be performed on a test body having a larger mass or size than the vibration test apparatus 1 described above. It should be noted that the plurality of second vibration means configured by the parallel link mechanism may not necessarily have the same characteristics.
図４に示す振動試験装置１ｂは、６本の油圧シリンダ２３でパラレルリンク機構を構成する第２の加振手段を対向配置するとともに、対向配置された第２の加振手段の間に第２の振動台２１ｂを配置する。振動試験装置１ｂは、第１加振装置１０を構成する第１の振動台１１の上に、第２加振装置２０ｂが載置される。 The vibration test apparatus 1b shown in FIG. 4 arranges the second vibration means constituting the parallel link mechanism by the six hydraulic cylinders 23 so as to face each other, and the second vibration means between the second vibration means arranged opposite to each other. The vibration table 21b is arranged. In the vibration test apparatus 1 b, the second vibration apparatus 20 b is placed on the first vibration table 11 constituting the first vibration apparatus 10.
第２加振装置２０ｂは、６本の油圧シリンダ２３でパラレルリンクを構成するパラレルリンク機構２３＿１と、同じく６本の油圧シリンダ２３でパラレルリンクを構成するパラレルリンク機構２３＿２と、一対の支持部材２２ｂ１、２２ｂ２とを有する。一対の支持部材２２ｂ１、２２ｂ２は、第１加振装置１０を構成する第１の振動台１１上に対向して設けられる。それぞれの支持部材２２ｂ１、２２ｂ２には、パラレルリンク機構２３＿１、２３＿２が取り付けられる。これによって、一対のパラレルリンク機構２３＿１、２３＿２は対向して配置される。 The second vibration device 20b includes a parallel link mechanism 23_1 that forms a parallel link with six hydraulic cylinders 23, a parallel link mechanism 23_2 that forms a parallel link with six hydraulic cylinders 23, and a pair of support members 22b1. , 22b2. The pair of support members 22b1 and 22b2 are provided to face the first vibration table 11 constituting the first vibration device 10. Parallel link mechanisms 23_1 and 23_2 are attached to the respective support members 22b1 and 22b2. Accordingly, the pair of parallel link mechanisms 23_1 and 23_2 are disposed to face each other.
そして、パラレルリンク機構２３＿１、２３＿２の支持部材２２ｂ１、２２ｂ２取り付け側とは反対側に、第２の振動台２１ｂが取り付けられる。すなわち、それぞれのパラレルリンク機構２３＿１、２３＿２の第２の振動台２１ｂ取り付け側とは反対側に、それぞれの支持部材２２ｂ１、２２ｂ２が取り付けられる。このような構成により、振動試験装置１ｂにおいては、第２加振装置２０ｂを構成する第２の振動台２１ｂが、対向して配置される一対のパラレルリンク機構２３＿１、２３＿２の間に設けられ、支持される。 And the 2nd vibration stand 21b is attached to the opposite side to the support member 22b1, 22b2 attachment side of parallel link mechanism 23_1, 23_2. That is, the support members 22b1 and 22b2 are attached to the opposite sides of the parallel link mechanisms 23_1 and 23_2 on the side of the second vibration table 21b attached. With such a configuration, in the vibration test apparatus 1b, the second vibration table 21b constituting the second vibration apparatus 20b is provided between the pair of parallel link mechanisms 23_1 and 23_2 that are arranged to face each other. Supported.
これによって、試験体２に大きな加速度を付与する場合、あるいは質量の大きい試験体を試験する場合、パラレルリンク機構で構成される第２の加振手段の個数を増加させることで、簡単に対応できる。また、対向して配置される第２の加振手段の間に第２の振動台２１ｂを配置して試験体２を加振するので、上述した振動試験装置１、１ａのように第２の加振手段の鉛直方向上方に配置される第２の振動台２１上に試験体２を載置するよりも、試験体２の重心を低くできる。その結果、加振時においては、試験体２がより安定するので好ましい。 As a result, when a large acceleration is applied to the test body 2 or when a test body having a large mass is tested, it can be easily handled by increasing the number of second vibration means constituted by a parallel link mechanism. . Moreover, since the 2nd vibration stand 21b is arrange | positioned between the 2nd vibration means arrange | positioned facing, and the test body 2 is vibrated, 2nd like the vibration test apparatus 1 and 1a mentioned above. The center of gravity of the test body 2 can be made lower than placing the test body 2 on the second shaking table 21 arranged vertically above the vibration means. As a result, at the time of vibration, the test body 2 is more stable, which is preferable.
次に、本実施例において、振動試験装置が備える第１の振動台と第２の振動台とを同期させて加振する振動制御方法を説明する。次の説明では、振動試験装置１を構成する第２加振装置２０が備える第２の振動台２１と、第１加振装置１０が備える第１の振動台１１とを同期させて加振する場合を例とするが、本実施例の振動制御方法は、上述した振動試験装置１ａ、１ｂにも同様に適用できる。 Next, in this embodiment, a vibration control method for exciting the first vibration table and the second vibration table included in the vibration test apparatus in synchronization will be described. In the following description, the second shaking table 21 provided in the second shaking device 20 constituting the vibration testing apparatus 1 and the first shaking table 11 provided in the first shaking device 10 are vibrated in synchronization. As an example, the vibration control method of the present embodiment can be similarly applied to the vibration test apparatuses 1a and 1b described above.
図５は、実施例１に係る振動試験装置の制御流れ図である。本実施例に係る振動制御方法、すなわち、複数の振動台を同期させて加振する方法は、第１の振動台１１及び第２の振動台２１の伝達関数を求めることにより、両者の振動特性を求める特性把握加振工程と、必要な補正条件を目標波の基準加速度信号に付加して、所望の加速度信号を生成する入力補償加振工程とにより構成される。 FIG. 5 is a control flowchart of the vibration test apparatus according to the first embodiment. The vibration control method according to the present embodiment, that is, the method of exciting a plurality of vibration tables in synchronization, obtains the transfer function of the first vibration table 11 and the second vibration table 21 to obtain the vibration characteristics of both. The characteristic grasping excitation step for obtaining the desired acceleration signal and the input compensation excitation step for generating a desired acceleration signal by adding necessary correction conditions to the reference acceleration signal of the target wave.
すなわち、第１の加振手段及び第２の加振手段に速度信号を与えて、第１の振動台１１及び第２の振動台２１から得られる第１加速度信号と、第１の加振手段及び第２の加振手段に入力した加速度信号とから、第１の振動台１１及び第２の振動台２１に対する伝達関数を求め、この伝達関数の逆特性を求めて振動制御装置３０の記憶部３０Ｍに記憶しておく。例えば、伝達関数Ｇと、これとは逆特性を有する伝達関数Ｇ−１との積を取ると所定値（１００％）になる。すなわち、負の方向に増加した値となる逆特性分を減算すれば、結果的に負の増加分が加算され、所定値（１００％）となる。 That is, a first acceleration signal obtained from the first shaking table 11 and the second shaking table 21 by giving a speed signal to the first shaking means and the second shaking means, and the first shaking means. And the acceleration signal input to the second vibration means, a transfer function for the first shaking table 11 and the second shaking table 21 is obtained, and an inverse characteristic of the transfer function is obtained to store the storage unit of the vibration control device 30. Store in 30M. For example, when a product of a transfer function G and a transfer function G −1 having an inverse characteristic is taken, a predetermined value (100%) is obtained. That is, if the inverse characteristic value that increases in the negative direction is subtracted, the negative increase value is added, resulting in a predetermined value (100%).
したがって、要求される振動加速度を有する目標波を形成する基準加速度信号を、前記伝達関数の逆特性を用いて補正した補正加速度信号により、第１の加振手段及び第２の加振手段を振動させつつ、加速度信号を検出して第２加速度信号を得て、前記基準加速度信号と、前記第２加速度信号との差が所定値（１００％を越えても、それ以下であってもよい）となるように補正することにより、振動試験に必要な目標波の加速度が出力できる。これによって、高加速度の加振を容易に実現できる。 Therefore, the first vibration means and the second vibration means are vibrated by the corrected acceleration signal obtained by correcting the reference acceleration signal forming the target wave having the required vibration acceleration by using the inverse characteristic of the transfer function. The second acceleration signal is obtained by detecting the acceleration signal, and the difference between the reference acceleration signal and the second acceleration signal is a predetermined value (may be more than 100% or less). By correcting so as to be, the acceleration of the target wave necessary for the vibration test can be output. Thereby, high acceleration excitation can be easily realized.
次に、本実施例に係る振動制御方法の動作を、図５の制御流れ図を用いて説明する。次の説明において、添字のｊは、同一平面内における直交座標の座標軸ｘ、ｙと、座標軸ｘ、ｙに直交する座標軸ｚとを示す。すなわち、ｊ＝ｘであればｘ方向の加速度や変位等であり、ｊ＝ｙであればｙ方向の加速度や変位等であり、ｊ＝ｚであればｚ方向の加速度や変位を表す。また、添字の１は、第１加振装置１０を構成する第１の加振手段や第１の振動台１１の加速度や変位であることを意味し、添字の２は、第２加振装置２０を構成する第２の加振手段や第２の振動台２１の加速度や変位であることを意味する。以下の説明において、ｕは入力を、ｖは出力を意味し、また、ｕｊ、ｖｊは、それぞれの座標軸ｘ、ｙ、ｚの方向における変位を表す。そして、ｔは時間領域であることを示し、ωは周波数領域であることを示す。 Next, the operation of the vibration control method according to the present embodiment will be described with reference to the control flowchart of FIG. In the following description, the subscript j indicates the coordinate axes x and y of the orthogonal coordinates in the same plane and the coordinate axis z orthogonal to the coordinate axes x and y. That is, if j = x, it represents acceleration or displacement in the x direction, if j = y, it represents acceleration or displacement in the y direction, and if j = z, it represents acceleration or displacement in the z direction. The subscript 1 means the acceleration or displacement of the first vibration means or the first shaking table 11 constituting the first vibration device 10, and the subscript 2 means the second vibration device. It means that the acceleration or displacement of the second vibration means or the second vibration table 21 constituting the unit 20 is included. In the following description, u represents an input, v represents an output, and uj and vj represent displacements in the directions of the respective coordinate axes x, y, and z. And t indicates the time domain, and ω indicates the frequency domain.
ここで、ｕｊ（ｔ）’’＝｛ｕｊ１（ｔ）’’、ｕｊ２（ｔ）’’｝、ｕｊ（ｔ）’＝｛ｕｊ１（ｔ）’、ｕｊ２（ｔ）’｝、ｖｊ（ｔ）’’＝｛ｖｊ１（ｔ）’’、ｖｊ２（ｔ）’’｝、ｖｊ（ｔ）’’＝｛ｖｊ１（ｔ）’’、ｖｊ２（ｔ）’’｝、ｕｊＴ（ｔ）’’＝｛ｕｊＴ（ｔ）’’、ａ×ｕｊＴ（ｔ）’’｝、Δｕｊ（ｔ）’’＝｛Δｕｊ１（ｔ）’’、Δｕｊ２（ｔ）’’｝である。なお、ａは増幅係数である。’は一階微分を意味し、’’は二階微分を意味する。ｕｊ（ｔ）、ｖｉ（ｔ）等は変位なので、ｕｊ（ｔ）’、ｖｉ（ｔ）’等は速度、ｕｊ（ｔ）’’、ｖｉ（ｔ）’’等は加速度となる。 Where uj (t) ″ = {uj 1 (t) ″, uj 2 (t) ″}, uj (t) ′ = {uj 1 (t) ′, uj 2 (t) ′}, vj (t) ″ = {vj 1 (t) ″, vj 2 (t) ″}, vj (t) ″ = {vj 1 (t) ″, vj 2 (t) ″}, uj T (t) ″ = {uj T (t) ″, a × uj T (t) ″}, Δuj (t) ″ = {Δuj 1 (t) ″, Δuj 2 (t) ′ '}. Note that a is an amplification coefficient. 'Means first derivative and''means second derivative. Since uj (t), vi (t), etc. are displacements, uj (t) ′, vi (t) ′, etc. are speeds, and uj (t) ″, vi (t) ″, etc. are accelerations.
振動制御装置３０は、図１、図２に示す振動試験装置１の振動特性を把握するために、特性把握加振工程Ｉを実行し、第１の振動台１１及び第２の振動台２１の伝達関数Ｇを得る。そして、振動制御装置３０は、入力補償加振工程IIを行い、試験体２を振動させる第２の振動台２１が目標振動波を形成するための入力加速度と同じ加速度を出力するには、得られた伝達関数Ｇを用いてどの程度の付加補償値を与えるかを演算する。 The vibration control device 30 executes a characteristic grasping excitation process I in order to grasp the vibration characteristics of the vibration testing device 1 shown in FIGS. 1 and 2, and the first vibration table 11 and the second vibration table 21. A transfer function G is obtained. Then, the vibration control device 30 performs the input compensation excitation process II, and the second vibration table 21 that vibrates the test body 2 outputs the same acceleration as the input acceleration for forming the target vibration wave. It is calculated how much additional compensation value is given using the obtained transfer function G.
まず、特性把握加振工程Ｉを説明する。特性把握加振工程Ｉにおいては、まず、設計上の加速度を与えたときに、第１の振動台１１と第２の振動台２１とが目標とする振動特性の得られる伝達関数Ｇｋが判定基準として用意される（１２６）。判定基準とする伝達関数Ｇｋは、実験やシミュレーション等によって予め求められる。 First, the characteristic grasping vibration process I will be described. In the characteristic grasping and exciting step I, first, when design acceleration is given, the transfer function Gk from which the first vibration table 11 and the second vibration table 21 can obtain target vibration characteristics is determined as a criterion. (126). The transfer function Gk as a determination criterion is obtained in advance by experiments, simulations, or the like.
そして、振動制御装置３０の処理部３０Ｐは、第１の振動台１１と第２の振動台２１とが目標とする設計上の加速度ｕｊ（ｔ）’’を入力とし（１２７）、この加速度ｕｊ（ｔ）’’をフーリエ変換して（１１０）加速度の周波数信号ｕｊ（ω）’’を得て、これをさらに積分して（１１１）速度の周波数信号ｕｊ（ω）’を得た後、逆フーリエ変換を行って（１１２）速度ｕｊ（ｔ）’を得る。そして、処理部３０Ｐは、逆フーリエ変換を行って得られた速度ｕｊ（ｔ）’で、第１の加振手段を構成するｘ方向加振手段１２Ａ及びｙ方向加振手段１２Ｂ及びｚ方向加振手段１２Ｃと、第２の加振手段を構成する複数の油圧シリンダ２３とを駆動する。 Then, the processing unit 30P of the vibration control device 30 receives the design acceleration uj (t) ″ targeted by the first vibration table 11 and the second vibration table 21 as an input (127), and this acceleration uj. (T) ″ is Fourier transformed to obtain a frequency signal uj (ω) ″ of (110) acceleration and further integrated to obtain a frequency signal uj (ω) ′ of (111) velocity, Inverse Fourier transform is performed to obtain (112) velocity uj (t) ′. Then, the processing unit 30P uses the velocity uj (t) ′ obtained by performing the inverse Fourier transform, and the x-direction vibration unit 12A, the y-direction vibration unit 12B, and the z-direction vibration unit constituting the first vibration unit. The vibration means 12C and the plurality of hydraulic cylinders 23 constituting the second vibration means are driven.
これによって第１の振動台１１と第２の振動台２１とが加振される（１１３）。このとき、処理部３０Ｐは、第１加速度計４１、第２加速度計４２から、そのときの加速度ｖｊ（ｔ）’’を得て、この加速度ｖｊ（ｔ）’’に対してフーリエ変換を実行し（１１４）、第１の加振手段及び第２の加振手段の加速度の周波数信号ｖｊ（ω）’’を得る。ここで、処理部３０Ｐは、加速度ｕｊ（ｔ）’’をフーリエ変換して得られた加速度ｕｊ（ｔ）’’の周波数信号ｕｊ（ω）’’と、第１の加振手段及び第２の加振手段の加速度の周波数信号ｖｊ（ω）’’とから、伝達関数Ｇ＝｛Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２｝を得る（１１５）。 Thereby, the first shaking table 11 and the second shaking table 21 are vibrated (113). At this time, the processing unit 30P obtains the acceleration vj (t) ″ at that time from the first accelerometer 41 and the second accelerometer 42, and performs a Fourier transform on the acceleration vj (t) ″. In step 114, the acceleration frequency signal vj (ω) ″ of the first and second vibrating means is obtained. Here, the processing unit 30P includes the frequency signal uj (ω) ″ of the acceleration uj (t) ″ obtained by Fourier transforming the acceleration uj (t) ″, the first vibration unit, and the second vibration unit. The transfer function G = {G 11 , G 12 , G 21 , G 22 } is obtained from the acceleration frequency signal vj (ω) ″ of the excitation means (115).
Ｇ１１は、第１の振動台１１を加振する第１の加振手段に対する入力信号と、この入力信号によって第１の振動台１１が振動する応答加速度との間の伝達関数である。また、Ｇ１２は、第１の振動台１１を加振する第１の加振手段に対する入力信号と、この入力信号によって第２の振動台２１が振動する応答加速度との間の伝達関数である。また、Ｇ２１は、第２の振動台２１を加振する第２の加振手段に対する入力信号と、この入力信号によって第１の振動台１１が振動する応答加速度との間の伝達関数である。また、Ｇ２２は、第２の振動台２１を加振する第２の加振手段に対する入力信号と、この入力信号によって第２の振動台２１が振動する応答加速度との間の伝達関数である。 G 11 is a transfer function between an input signal to the first vibration exciter that vibrates the first shaking table 11 and a response acceleration at which the first shaking table 11 vibrates by this input signal. Also, G 12 is a transfer function between the response acceleration and the input signal to the first vibration means for vibrating the first vibrating table 11, which by the input signal second vibrating table 21 vibrates . G 21 is a transfer function between the input signal to the second vibration means for vibrating the second shaking table 21 and the response acceleration at which the first shaking table 11 vibrates by this input signal. . G 22 is a transfer function between the input signal to the second vibration means for vibrating the second shaking table 21 and the response acceleration at which the second shaking table 21 vibrates by this input signal. .
処理部３０Ｐは、このようにして得られた伝達関数Ｇと、予め用意された前述の判定基準伝達関数Ｇｋとを比較する（１１６）。そして、同一性がない場合、処理部３０Ｐは、入力波を変更して再度第１の振動台１１及び第２の振動台２１を振動させ（１２７）、両者の加速度を測定して伝達関数Ｇを演算して求め（１１５）、再度判定基準伝達関数Ｇｋと比較する（１１６）。このように、処理部３０Ｐは、伝達関数Ｇと判定基準伝達関数Ｇｋとが同一性を有するまで入力波を変更して伝達関数Ｇを求め、判定基準伝達関数Ｇｋと比較する。伝達関数Ｇと判定基準伝達関数Ｇｋとに同一性があれば、処理部３０Ｐは、逆特性を計算して、Ｇ＋Ｇ−１＝１となる逆伝達関数Ｇ−１を得る（１１７）。 The processing unit 30P compares the transfer function G obtained in this way with the above-described determination reference transfer function Gk prepared in advance (116). If there is no identity, the processing unit 30P changes the input wave to vibrate the first shaking table 11 and the second shaking table 21 again (127), measures both accelerations, and transfers the transfer function G. Is calculated (115), and again compared with the criterion transfer function Gk (116). In this way, the processing unit 30P obtains the transfer function G by changing the input wave until the transfer function G and the determination reference transfer function Gk are identical, and compares the transfer function G with the determination reference transfer function Gk. If the transfer function G and the determination reference transfer function Gk are identical, the processing unit 30P calculates an inverse characteristic to obtain an inverse transfer function G −1 such that G + G −1 = 1 (117).
次に、入力補償加振工程IIを説明する。第１の振動台１１の加速度と第２の振動台２１の加速度とが加算されることによって形成される目標波を得るためには、試験体２が載置される第２の振動台２１の加算加速度が目標加速度ｕｊＴ（ｔ）’’（１２８）となるように目標加速度ｕｊＴ（ｔ）’’をフーリエ変換して（１１８）、目標加速度の周波数信号ｕｊＴ（ω）’’を得る。そして、第１の振動台１１及び第２の振動台２１の逆伝達関数Ｇ−１を用いて、式（１）に示すように、目標加速度の周波数信号ｕｊＣ（ω）’’を得る初期入力補償を行う（１１９）。
ｕｊＣ（ω）’’＝Ｇ−１×ｕｊＴ（ω）’’・・・（１）
Next, the input compensation excitation process II will be described. In order to obtain a target wave formed by adding the acceleration of the first shaking table 11 and the acceleration of the second shaking table 21, the second shaking table 21 on which the test body 2 is placed is provided. The target acceleration uj T (t) ″ is Fourier-transformed so that the added acceleration becomes the target acceleration uj T (t) ″ (128) (118), and the frequency signal uj T (ω) ″ of the target acceleration is obtained. obtain. Then, using the inverse transfer function G −1 of the first shaking table 11 and the second shaking table 21, as shown in the equation (1), an initial stage for obtaining the target acceleration frequency signal uj C (ω) ″. Input compensation is performed (119).
uj C (ω) ″ = G −1 × uj T (ω) ″ (1)
初期入力補償後における目標加速度の周波数信号ｕｊＣ（ω）’’をさらに積分して（１２０）、速度の周波数信号ｕｊＣ（ω）’を得る。そして、これを逆フーリエ変換（１２１）して得られた速度ｕｊＣ（ｔ）’で、第１の加振手段を構成するｘ方向加振手段１２Ａ及びｙ方向加振手段１２Ｂ及びｚ方向加振手段１２Ｃと、第２の加振手段を構成する複数の油圧シリンダ２３とを駆動する。これによって第１の振動台１１と第２の振動台２１とが加振される（１２２）。そして、試験体２が載置される第２の振動台２１の加算加速度ｕｊ（ｔ）’’を得て、この加算加速度ｕｊ（ｔ）’’と、目標加速度ｕｊＴ（ｔ）’’とを式（２）に示すように減算し、偏差分Δｕｊ（ｔ）’’を得る（１２９）。
Δｕｊ（ｔ）’’＝ｕｊＴ（ｔ）’’−ｕｊ（ｔ）’’・・・（２）
The target acceleration frequency signal uj C (ω) ″ after the initial input compensation is further integrated (120) to obtain a velocity frequency signal uj C (ω) ′. Then, at a speed uj C (t) ′ obtained by performing inverse Fourier transform (121), the x-direction excitation means 12A, the y-direction excitation means 12B, and the z-direction excitation constituting the first excitation means. The vibration means 12C and the plurality of hydraulic cylinders 23 constituting the second vibration means are driven. As a result, the first shaking table 11 and the second shaking table 21 are vibrated (122). Then, the additional acceleration uj (t) ″ of the second shaking table 21 on which the test body 2 is placed is obtained, and this additional acceleration uj (t) ″ and the target acceleration uj T (t) ″ are obtained. Is subtracted as shown in equation (2) to obtain a deviation Δuj (t) ″ (129).
Δuj (t) ″ = uj T (t) ″ − uj (t) ″ (2)
偏差分Δｕｊ（ｔ）’’が所定値より大きい場合（１２３：Ｎｏ）、処理部３０Ｐは、偏差分Δｕｊ（ｔ）’’をフーリエ変換して（１２４）偏差分の周波数信号Δｕｊ（ω）’’を得る。そして、処理部３０Ｐは、第１の振動台１１及び第２の振動台２１の逆伝達関数Ｇ−１を用いて、式（３）に示すように、加速度の周波数信号ｕｊＣ（ω）ｎ’’に対して繰り返し入力補償を実行し（１２５）、再度積分して（１２０）速度の周波数信号ｕｊｃ（ω）’を得る。そして、処理部３０Ｐがこのｕｊｃ（ω）’に対して逆フーリエ変換を施して（１２１）得られた速度で、第１の加振手段を構成するｘ方向加振手段１２Ａ及びｙ方向加振手段１２Ｂ及びｚ方向加振手段１２Ｃと、第２の加振手段を構成する複数の油圧シリンダ２３とが駆動される。これによって第１の振動台１１と第２の振動台２１とが加振される（１２２）。
ｕｊＣ（ω）ｎ’’＝ｕｊＣ（ω）’’＋Ｇ−１×Δｕｊ（ω）’’・・・（３）
When the deviation Δuj (t) ″ is larger than the predetermined value (123: No), the processing unit 30P performs Fourier transform on the deviation Δuj (t) ″ (124), and the frequency signal Δuj (ω) for the deviation. '' Get. Then, the processing unit 30P uses the inverse transfer function G −1 of the first shaking table 11 and the second shaking table 21 to obtain an acceleration frequency signal uj C (ω) n as shown in Expression (3). The input compensation is repeatedly performed on '' (125), and integration is performed again (120) to obtain the velocity frequency signal ujc (ω) ′. Then, the processing unit 30P performs the inverse Fourier transform on this ujc (ω) ′, and at the speed obtained (121), the x-direction excitation means 12A and the y-direction excitation constituting the first excitation means. The means 12B and the z-direction vibration means 12C and the plurality of hydraulic cylinders 23 constituting the second vibration means are driven. As a result, the first shaking table 11 and the second shaking table 21 are vibrated (122).
uj C (ω) n ″ = uj C (ω) ″ + G −1 × Δuj (ω) ″ (3)
そして、処理部３０Ｐは、試験体２が載置される第２の振動台２１の加算加速度ｕｊ（ｔ）’’を得て、この加算加速度ｕｊ（ｔ）’’と目標加速度ｕｊＴ（ｔ）’’とを式（２）に示すように減算し、偏差分Δｕｊ（ｔ）’’を得る（１２９）。処理部３０Ｐは、この偏差分Δｕｊ（ｔ）’’が所定値より大きいか否かを判定し（１２３）、偏差分Δｕｊ（ｔ）’’が所定値より大きくない場合には、入力補償加振動工程を終了する（ＥＮＤ）。 Then, the processing unit 30P obtains the added acceleration uj (t) ″ of the second shaking table 21 on which the test body 2 is placed, and the added acceleration uj (t) ″ and the target acceleration uj T (t ) ″ Is subtracted as shown in equation (2) to obtain a deviation Δuj (t) ″ (129). The processing unit 30P determines whether or not the deviation Δuj (t) ″ is larger than a predetermined value (123). If the deviation Δuj (t) ″ is not larger than the predetermined value, the input compensation addition is performed. The vibration process is terminated (END).
振動試験においては、このようにして得られた目標加速度の周波数信号ｕｊＣ（ω）’’を積分した速度の周波数信号ｕｊＣ（ω）’で、第１の加振手段を構成するｘ方向加振手段１２Ａ及びｙ方向加振手段１２Ｂ及びｚ方向加振手段１２Ｃと、第２の加振手段を構成する複数の油圧シリンダ２３とが駆動されて、第１の振動台１１と第２の振動台２１とが加振される。なお、周波数信号ｕｊＣ（ω）’をさらに積分して得られる変位の周波数信号ｕｊＣ（ω）を用いて第１の加振手段を構成するｘ方向加振手段１２Ａ等や第２の加振手段を構成する複数の油圧シリンダ２３を駆動してもよい。 In the vibration test, the frequency signal uj C (ω) ′ of the velocity obtained by integrating the frequency signal uj C (ω) ″ of the target acceleration obtained in this way is the x direction that constitutes the first vibration means. The vibration means 12A, the y-direction vibration means 12B and the z-direction vibration means 12C, and the plurality of hydraulic cylinders 23 constituting the second vibration means are driven, and the first vibration table 11 and the second vibration table 23 are driven. The shaking table 21 is vibrated. It should be noted that the displacement of the frequency signal uj C (ω) obtained by further integrating the frequency signal uj C (ω) ′, the x-direction excitation means 12A constituting the first excitation means, etc. You may drive the some hydraulic cylinder 23 which comprises a vibration means.
振動試験装置１は、第１の加振手段で加振される第１の振動台１１と、パラレルリンク機構で構成される第２の加振手段で支持されて加振される第２の振動台２１を第１の振動台１１の上に設けて構成される。そして、振動試験装置１は、上述した特性把握加振工程及び入力補償加振工程によって、第１の加振手段及び第２の加振手段が制御される。これによって、振動試験装置１は、簡単な構成で第１の振動台１１の振動と、第２の振動台２１の振動とを同期させて、高加速度で加振させることができる。 The vibration testing apparatus 1 includes a first vibration table 11 that is vibrated by a first vibration means and a second vibration that is vibrated by being supported by a second vibration means that includes a parallel link mechanism. A table 21 is provided on the first vibration table 11. In the vibration test apparatus 1, the first vibration means and the second vibration means are controlled by the above-described characteristic grasping vibration process and input compensation vibration process. Thereby, the vibration test apparatus 1 can vibrate at a high acceleration by synchronizing the vibration of the first vibration table 11 and the vibration of the second vibration table 21 with a simple configuration.
以上、本実施例では、第１の加振手段によって少なくとも２方向に加振される第１の振動台を有する第１加振装置と、前記第１の振動台に搭載されてパラレルリンク機構で構成される第２の加振手段で第２の振動台を加振する第２加振装置とを備え、振動制御装置によって前記第１の振動台の振動と、前記第２の振動台の振動とを同期させる。これによって、簡単な構成で第１の振動台１１の振動と、第２の振動台２１の振動とを同期させて、高加速度で加振させることができる。その結果、２方向以上の加振入力を試験体に与えることができる。 As described above, in this embodiment, the first vibration device having the first vibration table that is vibrated in at least two directions by the first vibration means, and the parallel link mechanism mounted on the first vibration table. And a second vibration device that vibrates the second vibration table with the second vibration means configured. The vibration control device vibrates the first vibration table and the second vibration table. Synchronize with. As a result, the vibration of the first vibration table 11 and the vibration of the second vibration table 21 can be synchronized with a simple configuration and excited at a high acceleration. As a result, excitation inputs in two or more directions can be given to the specimen.
図６は、実施例２に係る振動試験装置を示す全体構成図である。実施例２は、第１の加振装置１０及び第２の加振装置２０の制御方法が実施例１とは異なる。第１加振装置１０及び第２加振装置２０の構成は実施例１と同様であり、同一の構成要素には実施例１と同一の符号を付する。本実施例では、第１加振装置１０を構成する第１の振動台１１上に載置される第２加振装置２０が、単数の第２の加振手段（例えば、６本の油圧シリンダ２３を一組として構成されるパラレルリンク機構）を備える場合を説明する。しかし、本実施例は、例えば、図３に示すような第２の加振手段を複数備える振動試験装置１ａや、少なくとも一対の第２の加振手段で第２の振動台を両側から支持する振動試験装置１ｂに対しても、単数の第２の加振手段を有する形式と同様に適用できる。 FIG. 6 is an overall configuration diagram illustrating a vibration test apparatus according to the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in the control method of the first vibration device 10 and the second vibration device 20. The configurations of the first vibration device 10 and the second vibration device 20 are the same as those in the first embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In the present embodiment, the second vibration device 20 placed on the first vibration table 11 constituting the first vibration device 10 is a single second vibration means (for example, six hydraulic cylinders). A case in which a parallel link mechanism configured as a set 23 is provided will be described. However, in the present embodiment, for example, the vibration test apparatus 1a having a plurality of second vibration means as shown in FIG. 3 or at least a pair of second vibration means supports the second vibration table from both sides. It can be applied to the vibration test apparatus 1b in the same manner as the type having the single second vibration means.
一般に、振動台上に試験体を載置して、振動台を加振することによって振動試験を実行する際には、試験体が応答することによって必ずその反作用力が振動台側に影響し、振動台の応答挙動を乱すため、目標値通りとならないことが多い。そのために、振動台の制御は上述した特性把握加振工程及び入力補償加振工程を用いるが、非線形応答する試験体を搭載する場合には、制御のアルゴリズム上、特性把握加振工程及び入力補償加振工程では対応することが困難である。 In general, when a vibration test is performed by placing a test body on a vibration table and vibrating the vibration table, the reaction force always affects the vibration table side by the response of the test body, Since the response behavior of the shaking table is disturbed, the target value is often not met. Therefore, the shaking table control uses the above-described characteristic grasping excitation process and input compensation excitation process. However, when a non-linearly responding test body is mounted, the characteristic grasping excitation process and input compensation are controlled according to the control algorithm. It is difficult to cope with the vibration process.
図６に示す振動試験装置１ｃの第２の振動台２１上に載置される試験体２が線形応答する場合、試験体２の固有振動数において応答変位が最大となるため、反作用力においても最大となる。一方、試験体２が非線形応答する場合、試験体２の剛性又は質量が応答量に応じて変化する。この場合、試験体２は、固有振動数を持たず応答レベルによって反作用力が変化するような特性になる。試験体２が線形応答する場合、固有振動数における補償特性が既知となるので、上述した特性把握加振工程及び入力補償加振工程が適用可能となる。しかし、試験体２が非線形応答する場合、固有振動数における補償特性が得られないため、上述した特性把握加振工程及び入力補償加振工程を適用することが困難となる。すなわち、制御目標値に第２の振動台２１の動きが追従しにくくなる。 When the test body 2 placed on the second vibration table 21 of the vibration test apparatus 1c shown in FIG. 6 has a linear response, the response displacement is maximized at the natural frequency of the test body 2, so that the reaction force is also large. Maximum. On the other hand, when the test body 2 has a nonlinear response, the rigidity or mass of the test body 2 changes according to the response amount. In this case, the test body 2 does not have a natural frequency and has a characteristic such that the reaction force changes depending on the response level. When the test body 2 has a linear response, the compensation characteristic at the natural frequency is known, and thus the above-described characteristic grasping vibration process and the input compensation vibration process can be applied. However, when the test body 2 has a non-linear response, the compensation characteristic at the natural frequency cannot be obtained, so that it is difficult to apply the characteristic grasping excitation process and the input compensation excitation process described above. That is, it becomes difficult for the movement of the second shaking table 21 to follow the control target value.
実施例２において、振動試験装置１ｃは、試験体２の反作用力を補償する機能（演算Ａ〜演算Ｅ）を有するとともに、第２の振動台２１の変位のフィードバック制御、及び第２の加振手段の荷重（すなわち第２の振動台２１及び試験体２の荷重）のフィードバック制御を適用する。これによって、試験体２が非線形応答を示す場合において、制御目標値と実際の試験体２の挙動との乖離を低減する。これによって、制御目標値に第２の振動台２１の動きが追従するようになる。 In the second embodiment, the vibration test apparatus 1c has a function (calculations A to E) for compensating the reaction force of the test body 2, and also provides feedback control of displacement of the second shaking table 21 and second excitation. The feedback control of the load of the means (that is, the load of the second shaking table 21 and the test body 2) is applied. Thereby, when the test body 2 exhibits a non-linear response, the difference between the control target value and the actual behavior of the test body 2 is reduced. As a result, the movement of the second shaking table 21 follows the control target value.
振動試験装置１ｃが備える振動制御装置３０ｃは、演算Ａ〜演算Ｅを実行するための処理部を備える。この処理部は、例えば、マイクロコンピュータ及びメモリ（情報記憶手段）で構成されており、演算部３９Ａ〜演算部３９Ｅが演算Ａ〜演算Ｅを実行する。すなわち、処理部の演算部３９Ａ〜演算部３９Ｅが、試験体２の反作用力を補償する機能（演算Ａ〜演算Ｅ）を実現する。 The vibration control device 30c included in the vibration test device 1c includes a processing unit for executing operations A to E. The processing unit includes, for example, a microcomputer and a memory (information storage unit), and the arithmetic units 39A to 39E execute the arithmetic operations A to E. That is, the calculation units 39A to 39E of the processing unit realize a function (calculation A to calculation E) for compensating the reaction force of the specimen 2.
本実施例に係る振動制御方法において、第２加振装置２０が備える第２の振動台２１の応答は、第１加振装置１０が備える第１の振動台１１の応答を単純にｎ倍（ｎは整数）できればよい。本実施例に係る振動制御方法を実行するにあたって、まず、第２の振動台２１の制御目標値を生成する必要があるが、これは、第１の振動台１１の応答加速度を２階積分した変位を係数倍することで得られる。すなわち、第１の振動台１１の応答加速度を２階積分した変位に、所定の係数（例えば整数であるがこれに限定されるものではない）を乗ずることで得られる。 In the vibration control method according to the present embodiment, the response of the second vibration table 21 included in the second vibration device 20 is simply n times the response of the first vibration table 11 included in the first vibration device 10 ( n is an integer). In executing the vibration control method according to the present embodiment, first, it is necessary to generate a control target value of the second shaking table 21, which is obtained by second-order integration of the response acceleration of the first shaking table 11. Obtained by multiplying the displacement by a factor. That is, it is obtained by multiplying a displacement obtained by integrating the response acceleration of the first shaking table 11 by a second order by a predetermined coefficient (for example, an integer, but not limited thereto).
振動制御装置３０ｃの処理部の演算部３９Ａが実行する演算Ａでは、第１の振動台１１の応答変位と増幅率Ｎとの積が、第２の振動台２１の制御目標値となる。第１加速度計４１によって検出された第１の振動台１１の加速度（応答加速度）は、増幅器３１によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３３＿１でディジタル信号に変換されて演算部３９Ａへ入力される。そして、演算部３９Ａは、第１の振動台１１の応答加速度を２階積分して変位を求め、この変位を整数倍して、第２の振動台２１の制御目標値を生成する。 In the calculation A executed by the calculation unit 39A of the processing unit of the vibration control device 30c, the product of the response displacement of the first shaking table 11 and the amplification factor N becomes the control target value of the second shaking table 21. The acceleration (response acceleration) of the first shaking table 11 detected by the first accelerometer 41 is amplified by the amplifier 31 and then converted into a digital signal by the A / D converter 33_1 and input to the arithmetic unit 39A. The Then, the arithmetic unit 39A obtains a displacement by second-order integration of the response acceleration of the first shaking table 11 and multiplies this displacement by an integer to generate a control target value for the second shaking table 21.
第２の振動台２１は、実際の変位を直接計測することができない。このため、第２の振動台２１の実際の変位（実応答変位）は、第２の振動台２１を加振する第２の加振手段の変位、より具体的には、パラレルリンク機構を構成する複数の油圧シリンダ２３の変位から推定する。振動制御装置３０ｃの処理部の演算部３９Ｂが実行する演算Ｂが、この推定に相当する。それぞれの油圧シリンダ２３の変位から第２の振動台２１の実際の変位（実応答変位）を推定する演算を、順運動演算という。 The second shaking table 21 cannot directly measure the actual displacement. For this reason, the actual displacement (actual response displacement) of the second shaking table 21 is the displacement of the second vibrating means that vibrates the second shaking table 21, more specifically, a parallel link mechanism. This is estimated from the displacement of the plurality of hydraulic cylinders 23. The calculation B executed by the calculation unit 39B of the processing unit of the vibration control device 30c corresponds to this estimation. The calculation that estimates the actual displacement (actual response displacement) of the second shaking table 21 from the displacement of each hydraulic cylinder 23 is called forward motion calculation.
パラレルリンク機構を構成する複数の油圧シリンダ２３の変位は、増幅器３２によって増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３３＿１でディジタル信号に変換されて演算部３９Ｂへ入力される。そして、演算部３９Ｂは、順運動演算によって、それぞれの油圧シリンダ２３の変位から第２の振動台２１の実際の変位（実応答変位）を推定する。この推定された実応答変位を、推定実応答変位という。 The displacements of the plurality of hydraulic cylinders 23 constituting the parallel link mechanism are amplified by the amplifier 32, converted into a digital signal by the A / D converter 33_1, and input to the arithmetic unit 39B. And the calculating part 39B estimates the actual displacement (actual response displacement) of the 2nd vibration stand 21 from the displacement of each hydraulic cylinder 23 by forward motion calculation. This estimated actual response displacement is referred to as an estimated actual response displacement.
次に、振動制御装置３０ｃの処理部は、第２の振動台２１の制御目標値（変位の目標値）と、第２の振動台２１の推定実応答変位との差（変位差、相対変位）に、増幅手段３７によって増幅率（フィードバックゲイン）ＫＡを乗算することで模擬荷重とする。ここで、増幅率ＫＡは、変位を力に変換する係数であり、ばね定数のような機能を有する。 Next, the processing unit of the vibration control device 30c determines the difference (displacement difference, relative displacement) between the control target value (displacement target value) of the second shaking table 21 and the estimated actual response displacement of the second shaking table 21. ) Is multiplied by an amplification factor (feedback gain) KA by the amplification means 37 to obtain a simulated load. Here, the amplification factor KA is a coefficient for converting displacement into force, and has a function like a spring constant.
また、振動制御装置３０ｃの処理部の演算部３９Ｄは、第２の振動台２１及び試験体２によって生成される荷重（搭載振動台生成荷重）を算出する演算Ｄを実行する。搭載振動台生成荷重Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｆα、Ｆβ、Ｆγは、式（４）によって求められる。ｘ、ｙ、ｚは、図６に示すｘ軸、ｙ軸、ｚ軸であり、αはｘ軸周りの回転、βはｙ軸周りの回転、γはｚ軸周りの回転である。ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６は、第２の加振手段を構成するそれぞれの油圧シリンダ２３の加振力計測値であり、Ａ／Ｄ変換器３３＿２から演算部３９Ｄに入力される値である。ここで、下付文字１〜６は、第２加振装置２０が備える第２の加振手段を構成する６本の油圧シリンダ２３に対応する。また、Ｊ１１〜Ｊ６６は、Ｊａｃｏｂｉａｎ行列の要素であり、式（５）〜式（１０）で示すようになる。要素Ｊ１１〜Ｊ６６で構成される行列がＪａｃｏｂｉａｎ行列となる。 In addition, the calculation unit 39D of the processing unit of the vibration control device 30c executes a calculation D for calculating a load generated by the second vibration table 21 and the test body 2 (mounted vibration table generation load). The mounted shaking table generating loads F x , F y , F z , F α , F β , F γ are obtained by the equation (4). x, y, and z are the x-axis, y-axis, and z-axis shown in FIG. 6, α is rotation around the x-axis, β is rotation around the y-axis, and γ is rotation around the z-axis. f 1 , f 2 , f 3 , f 4 , f 5 , and f 6 are vibration force measurement values of the respective hydraulic cylinders 23 constituting the second vibration means, and are calculated from the A / D converter 33_2. This value is input to the part 39D. Here, the subscripts 1 to 6 correspond to the six hydraulic cylinders 23 constituting the second vibration means included in the second vibration device 20. J 11 to J 66 are elements of the Jacobian matrix, and are as shown in Expressions (5) to (10). A matrix composed of the elements J 11 to J 66 is a Jacobian matrix.
式（５）〜式（１０）のｅｘｉ、ｅｙｉ、ｅｚｉは、それぞれの油圧シリンダ２３と第２の振動台２１との連結位置を示すｘ、ｙ、ｚ座標系における位置である。ｌｘｉ、ｌｙｉ、ｌｚｉは、それぞれの油圧シリンダ２３の長さのｘ方向成分、ｙ方向成分、ｚ方向成分である。ｌｉは、それぞれの油圧シリンダ２３の長さであり、√（ｌｘｉ ２、ｌｙｉ ２、ｌｚｉ ２）となる。なお、式（５）〜式（１０）のｉは、第２加振装置２０が備える第２の加振手段を構成する６本の油圧シリンダ２３に対応し、１〜６の整数である。式（１０）のοは、ランダウの記号である。 In the equations (5) to (10), e xi , e yi , and e zi are positions in the x, y, and z coordinate systems that indicate the connection positions of the respective hydraulic cylinders 23 and the second vibration table 21. l xi , l yi , and l zi are an x-direction component, a y-direction component, and a z-direction component of the length of each hydraulic cylinder 23. l i is the length of each hydraulic cylinder 23 and becomes √ (l xi 2 , l yi 2 , l zi 2 ). Note that i in the equations (5) to (10) corresponds to the six hydraulic cylinders 23 constituting the second vibration means included in the second vibration device 20 and is an integer of 1 to 6. In Equation (10), ο is a Landau symbol.
振動制御装置３０ｃの処理部は、模擬荷重と搭載振動台生成荷重との偏差（荷重偏差）に増幅手段３８で増幅率（フィードバックゲイン）ＫＢを乗算する。その後、振動制御装置３０ｃの処理部は、第２の振動台２１を加振する第２の加振手段、すなわち、複数の油圧シリンダ２３への荷重制御目標信号（加振力指令値）を生成する。このため、振動制御装置３０ｃの処理部の演算部３９Ｅは、式（１１）を用いて、増幅手段３８から入力される前記荷重偏差に増幅率ＫＢを乗じた量（補正荷重偏差）の座標変換を実行する。 The processing unit of the vibration control device 30c multiplies the deviation (load deviation) between the simulated load and the mounted vibration table generated load by the amplification means 38 by the amplification factor (feedback gain) KB. Thereafter, the processing unit of the vibration control device 30c generates load control target signals (excitation force command values) for the second vibration means for vibrating the second shaking table 21, that is, the plurality of hydraulic cylinders 23. To do. Therefore, the calculation unit 39E of the processing unit of the vibration control device 30c uses the equation (11) to perform coordinate conversion of an amount (corrected load deviation) obtained by multiplying the load deviation input from the amplifying unit 38 by the amplification factor KB. Execute.
式（１１）中のＦｄｘ、Ｆｄｙ、Ｆｄｚ、Ｆｄα、Ｆｄβ、Ｆｄγが、補正荷重偏差であり、Ｆｃ１、Ｆｃ２、ｆｃ３、Ｆｃ４、Ｆｃ５、Ｆｃ６が、第２の加振手段を構成するそれぞれの油圧シリンダ２３に対する加振力指令値となる。この加振指令値は、Ｄ／Ａ変換器３４＿２でアナログ信号へ変換された後、サーボ増幅器３６で増幅されて、第２の加振手段を構成する複数の油圧シリンダ２３を駆動する。これによって、第２の振動台２１が加振される。 Fd x , Fd y , Fd z , Fd α , Fd β , Fd γ in the formula (11) are correction load deviations, and Fc 1 , Fc 2 , fc 3 , Fc 4 , Fc 5 , Fc 6 are It becomes an excitation force command value for each hydraulic cylinder 23 constituting the second excitation means. This vibration command value is converted into an analog signal by the D / A converter 34_2 and then amplified by the servo amplifier 36 to drive the plurality of hydraulic cylinders 23 constituting the second vibration means. Thereby, the second shaking table 21 is vibrated.
一方、第１の振動台１１は、実施例１で説明した、特性把握加振工程及び入力補償加振工程の２工程から構成される振動制御方法で制御される。演算Ｃが、この振動制御方法に相当する。振動制御装置３０ｃの処理部の演算部３９Ｃは、実施例１で説明した特性把握加振工程及び入力補償加振工程を実行する。この場合、第１の振動台１１のみを考えればよいので、ｕｊ（ｔ）’’＝ｕｊ１（ｔ）’’、ｕｊ（ｔ）’＝ｕｊ１（ｔ）’、ｖｊ（ｔ）’’＝ｖｊ１（ｔ）’’、ｖｊ（ｔ）’’＝ｖｊ１（ｔ）’’、ｕｊＴ（ｔ）’’＝｛ｕｊＴ（ｔ）’’、ａ×ｕｊＴ（ｔ）’’｝、Δｕｊ（ｔ）’’＝Δｕｊ１（ｔ）’’、Ｇ＝Ｇ１１となる。 On the other hand, the first shaking table 11 is controlled by the vibration control method described in the first embodiment, which is composed of two steps of the characteristic grasping excitation step and the input compensation excitation step. The calculation C corresponds to this vibration control method. The calculation unit 39C of the processing unit of the vibration control device 30c executes the characteristic grasping excitation process and the input compensation excitation process described in the first embodiment. In this case, since only the first shaking table 11 needs to be considered, uj (t) ″ = uj 1 (t) ″, uj (t) ′ = uj 1 (t) ′, vj (t) ″. = Vj 1 (t) ″, vj (t) ″ = vj 1 (t) ″, uj T (t) ″ = {uj T (t) ″, a × uj T (t) ″ }, Δuj (t) '' = Δuj 1 (t) '', a G = G 11.
演算部３９Ｃは、実施例１で説明した特性把握加振工程及び入力補償加振工程によって目標加速度の周波数信号ｕｊＣ（ω）’’を得る。そして、演算部３９Ｃは、ｕｊＣ（ω）’’を１階積分した速度の周波数信号ｕｊＣ（ω）’を出力する。この変位の周波数信号ｕｊＣ（ω）は、Ｄ／Ａ変換器３４＿１でアナログ信号へ変換された後、サーボ増幅器３５で増幅されて、第１の加振手段を構成するｘ方向加振手段１２Ａ及びｙ方向加振手段１２Ｂ及びｚ方向加振手段１２Ｃを駆動する。これによって、第１の振動台１１が加振される。 The calculation unit 39C obtains the target acceleration frequency signal uj C (ω) ″ by the characteristic grasping excitation process and the input compensation excitation process described in the first embodiment. The arithmetic unit 39C outputs uj C (ω) '' a first-order integration and speed of the frequency signal uj C (ω) '. The displacement frequency signal uj C (ω) is converted into an analog signal by the D / A converter 34_1, and then amplified by the servo amplifier 35 to form an x-direction excitation unit 12A constituting the first excitation unit. And the y direction vibration means 12B and the z direction vibration means 12C are driven. Thereby, the first shaking table 11 is vibrated.
増幅手段３８の増幅率ＫＢの値が小さい場合には、油柱共振振動数における応答が大きくなり、反対に増幅手段３８の増幅率ＫＢの値が大きいと、油柱共振振動数における応答が小さくなる。また、増幅手段３７の増幅率ＫＡの値が小さいと再現できる振動数範囲は狭くなるが、増幅率ＫＡの値を大きくすると、再現できる振動数範囲が広くなる。増幅率ＫＡ、ＫＢは、試験体２を第２の振動台２１に載置した後、振動制御の安定性を確保しつつ、振動試験装置１ｃが最大の性能を発揮できるように設定される。 When the amplification factor KB value of the amplifying unit 38 is small, the response at the oil column resonance frequency is large. Conversely, when the amplification factor KB value of the amplifying unit 38 is large, the response at the oil column resonance frequency is small. Become. Further, the frequency range that can be reproduced is narrowed when the value of the amplification factor KA of the amplification means 37 is small, but the frequency range that can be reproduced is widened when the value of the amplification factor KA is large. The amplification factors KA and KB are set so that the vibration test apparatus 1c can exhibit the maximum performance while securing the stability of vibration control after the test body 2 is placed on the second vibration table 21.
このように振動試験装置１ｃを制御することにより、本実施例では、試験体２が非線形応答を示す場合でも、試験体２に与える目標加速度と実際の試験において試験体２に与えられる加速度との乖離を低減できる。また、本実施例では、第２の振動台２１の制御目標値（変位の目標値）と、第２の振動台２１の実応答変位との差が０になるように、また、模擬荷重と搭載振動台生成荷重との偏差が０になるように、第２加振装置２０を構成する第２の加振手段を駆動する。このように、本実施例では、第２の振動台２１の変位、及び第２の加振手段の荷重のフィードバック制御としているので、増幅率を考慮した第１の振動台１１の変位と第２の振動台２１の変位との差が０、荷重の和が０となるような効果が得られる。 By controlling the vibration test apparatus 1c as described above, in this embodiment, even when the test body 2 exhibits a non-linear response, the target acceleration applied to the test body 2 and the acceleration applied to the test body 2 in the actual test are determined. Deviation can be reduced. In this embodiment, the difference between the control target value (displacement target value) of the second shaking table 21 and the actual response displacement of the second shaking table 21 is zero, and the simulated load The second vibration means constituting the second vibration device 20 is driven so that the deviation from the mounted vibration table generated load becomes zero. As described above, in this embodiment, since the feedback control of the displacement of the second shaking table 21 and the load of the second vibrating means is performed, the displacement of the first shaking table 11 and the second value in consideration of the amplification factor are used. The effect that the difference from the displacement of the vibration table 21 is 0 and the sum of the loads is 0 is obtained.
特に、実施例１で説明した振動試験装置１ａ（図３）や振動試験装置１ｂ（図４）のように、複数組のパラレルリンク機構を有するものは、それぞれのパラレルリンク機構の個体差がある場合、本実施例の振動制御方法によれば、変位及び荷重の条件を互いのパラレルリンク機構が満足するようになる。その結果、それぞれのパラレルリンク機構の耐久性低下を抑制できる等の効果が得られる。 In particular, those having a plurality of sets of parallel link mechanisms such as the vibration test apparatus 1a (FIG. 3) and the vibration test apparatus 1b (FIG. 4) described in the first embodiment have individual differences in the respective parallel link mechanisms. In this case, according to the vibration control method of the present embodiment, the mutual parallel link mechanisms satisfy the conditions of displacement and load. As a result, it is possible to obtain an effect such as suppressing a decrease in durability of each parallel link mechanism.
以上のように、本発明に係る振動試験装置は、複数の振動台及び加振手段を組み合わせた振動試験装置に有用であり、特に、２方向以上の加振入力を試験体に与えることに適している。 As described above, the vibration test apparatus according to the present invention is useful for a vibration test apparatus in which a plurality of vibration tables and vibration means are combined, and is particularly suitable for applying a vibration input in two or more directions to a test specimen. ing.
１、１ａ、１ｂ、１ｃ 振動試験装置
２ 試験体
３ ピット
１０ 第１加振装置
１１ 第１の振動台
１２Ａ ｘ方向加振手段
１２Ｂ ｙ方向加振手段
１２Ｃ ｚ方向加振手段
２０、２０ａ、２０ｂ 第２加振装置
２１、２１ｂ 第２の振動台
２２ 第２加振装置基台
２２ｂ１、２２ｂ２ 支持部材
２３ 油圧シリンダ
２３＿１、２３＿２ パラレルリンク機構
３０、３０ｃ 振動制御装置
３０Ｍ 記憶部
３０Ｐ 処理部
３０ＲＣ 逆運動演算部
３７、３８ 増幅手段
３９Ａ、３９Ｂ、３９Ｃ、３９Ｄ、３９Ｅ 演算部
４１ 第１加速度計
４２ 第２加速度計
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b, 1c Vibration test apparatus 2 Specimen 3 Pit 10 1st vibration apparatus 11 1st vibration table 12A X direction vibration means 12B Y direction vibration means 12C Z direction vibration means 20, 20a, 20b Second vibration device 21, 21b Second vibration table 22 Second vibration device base 22b1, 22b2 Support member 23 Hydraulic cylinder 23_1, 23_2 Parallel link mechanism 30, 30c Vibration control device 30M Storage unit 30P Processing unit 30RC Reverse motion Calculation unit 37, 38 Amplifying means 39A, 39B, 39C, 39D, 39E Calculation unit 41 First accelerometer 42 Second accelerometer
Claims (4)
前記第１の振動台に搭載されてパラレルリンク機構で構成される第２の加振手段で第２の振動台を加振する第２加振装置と、
前記第１の振動台の振動と、前記第２の振動台の振動とを同期させる振動制御装置と、
を備えることを特徴とする振動試験装置。 A first vibration apparatus having a first shaking table that is vibrated in at least two directions by a first vibration means;
A second vibration device that vibrates the second vibration table by a second vibration means mounted on the first vibration table and configured by a parallel link mechanism;
A vibration control device that synchronizes the vibration of the first vibration table and the vibration of the second vibration table;
A vibration test apparatus comprising:
少なくとも一対の前記第２の加振手段の間に設けられる前記第２の振動台と、
前記第１の振動台の上に設けられ、前記第２の加振手段の前記第２の振動台に取り付けられる側とは反対側に取り付けられる支持部材と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の振動試験装置。 At least a pair of the second vibration means arranged opposite to each other;
The second shaking table provided between at least a pair of the second vibrating means;
A support member provided on the first shaking table and attached to the opposite side of the second vibrating means to the side attached to the second shaking table;
The vibration test apparatus according to claim 2, further comprising:
前記第２の振動台の変位と、前記第１の振動台の変位を係数倍したものに基づいて設定された前記第２の振動台の変位目標値との変位差が０になるように、かつ、前記変位差に基づいて得られる前記第２の振動台の模擬荷重と、前記第２の振動台が生成する荷重との荷重差が０になるように、前記第２の振動台を加振することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の振動試験装置。 The vibration control device includes:
The displacement difference between the displacement of the second shaking table and the displacement target value of the second shaking table set based on a factor multiplied by the displacement of the first shaking table is zero. In addition, the second shaking table is added so that the load difference between the simulated load of the second shaking table obtained based on the displacement difference and the load generated by the second shaking table becomes zero. The vibration test apparatus according to claim 1, wherein the vibration test apparatus is vibrated.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008149722A JP5357447B2 (en) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | Vibration test equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008149722A JP5357447B2 (en) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | Vibration test equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009294150A true JP2009294150A (en) | 2009-12-17 |
| JP5357447B2 JP5357447B2 (en) | 2013-12-04 |
Family
ID=41542450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008149722A Active JP5357447B2 (en) | 2008-06-06 | 2008-06-06 | Vibration test equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5357447B2 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102156032A (en) * | 2011-02-17 | 2011-08-17 | 上海交通大学 | Precisely-driven vibrating platform |
| KR101490308B1 (en) | 2013-04-30 | 2015-02-16 | 대한민국 | Apparatus of evaluating health of buildings according to earthquake acceleration measured |
| JP2015042968A (en) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 昆達 李 | Impact testing device |
| JP2015165188A (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-17 | 三菱重工業株式会社 | Vibration testing apparatus |
| CN105651505A (en) * | 2016-03-15 | 2016-06-08 | 湖州新天外绿包印刷有限公司 | Device for testing tightness degree of reel and testing method thereof |
| JP2016121961A (en) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | Vibration testing apparatus |
| CN111272371A (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-12 | 天津大学 | Large-load test linkage type vibration table with expandable frequency and area |
| CN111272367A (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-12 | 天津大学 | Embedded vibration table with expandable frequency and area for large-load test |
| CN111337215A (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-26 | 天津大学 | Large-load test frequency and area extensible modular vibration table |
| JP2021043004A (en) * | 2019-09-09 | 2021-03-18 | カヤバ システム マシナリー株式会社 | Vibration testing device |
| JP2021103105A (en) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | Imv株式会社 | Oscillation testing device |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07113721A (en) * | 1993-10-15 | 1995-05-02 | Hitachi Ltd | Vibration testing device, vibration testing method, and vibration testing jig for structure |
| JP2000258289A (en) * | 1999-03-02 | 2000-09-22 | Qualmark Corp | Vibration table assembly for laboratory |
| JP2001027579A (en) * | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 6-degree-of-freedom vibration base |
| JP3901910B2 (en) * | 2000-04-21 | 2007-04-04 | 三菱重工業株式会社 | Driving method of vibration test apparatus and vibration test apparatus |
-
2008
- 2008-06-06 JP JP2008149722A patent/JP5357447B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07113721A (en) * | 1993-10-15 | 1995-05-02 | Hitachi Ltd | Vibration testing device, vibration testing method, and vibration testing jig for structure |
| JP2000258289A (en) * | 1999-03-02 | 2000-09-22 | Qualmark Corp | Vibration table assembly for laboratory |
| JP2001027579A (en) * | 1999-07-15 | 2001-01-30 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 6-degree-of-freedom vibration base |
| JP3901910B2 (en) * | 2000-04-21 | 2007-04-04 | 三菱重工業株式会社 | Driving method of vibration test apparatus and vibration test apparatus |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| JPN6013003990; 梶井紳一郎，他２名: '複数振動台の同期制御の検証' 機械力学・計測制御部門講演会論文集 Ｎｏ．０３-７, 200309, ｐｐ．６４４-６４８, 社団法人日本機械学会 * |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102156032A (en) * | 2011-02-17 | 2011-08-17 | 上海交通大学 | Precisely-driven vibrating platform |
| KR101490308B1 (en) | 2013-04-30 | 2015-02-16 | 대한민국 | Apparatus of evaluating health of buildings according to earthquake acceleration measured |
| JP2015042968A (en) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 昆達 李 | Impact testing device |
| JP2015165188A (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-17 | 三菱重工業株式会社 | Vibration testing apparatus |
| JP2016121961A (en) * | 2014-12-25 | 2016-07-07 | トヨタ自動車株式会社 | Vibration testing apparatus |
| CN105651505A (en) * | 2016-03-15 | 2016-06-08 | 湖州新天外绿包印刷有限公司 | Device for testing tightness degree of reel and testing method thereof |
| JP2021043004A (en) * | 2019-09-09 | 2021-03-18 | カヤバ システム マシナリー株式会社 | Vibration testing device |
| JP7306926B2 (en) | 2019-09-09 | 2023-07-11 | Ｋｙｂ株式会社 | Vibration test equipment |
| JP2021103105A (en) * | 2019-12-25 | 2021-07-15 | Imv株式会社 | Oscillation testing device |
| JP7406239B2 (en) | 2019-12-25 | 2023-12-27 | Imv株式会社 | Vibration test equipment |
| CN111272367A (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-12 | 天津大学 | Embedded vibration table with expandable frequency and area for large-load test |
| CN111337215A (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-26 | 天津大学 | Large-load test frequency and area extensible modular vibration table |
| CN111272371A (en) * | 2020-02-21 | 2020-06-12 | 天津大学 | Large-load test linkage type vibration table with expandable frequency and area |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5357447B2 (en) | 2013-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5357447B2 (en) | Vibration test equipment | |
| Omidi et al. | Multi positive feedback control method for active vibration suppression in flexible structures | |
| Shin et al. | Three degrees of freedom active control of pneumatic vibration isolation table by pneumatic and time delay control technique | |
| JP6587487B2 (en) | Active vibration isolator and sensor installation method | |
| Beijen et al. | Two-sensor control in active vibration isolation using hard mounts | |
| JP2022087101A (en) | Testing system with real-time compensation of varying system parameters | |
| JP2001305008A (en) | Driving method for vibration testing device and vibration testing device | |
| CN109738119B (en) | Method and system for measuring gravity center position | |
| JP4473738B2 (en) | Vibration test apparatus and vibration test method | |
| JP4493484B2 (en) | Active vibration isolation method and apparatus | |
| JP3396425B2 (en) | Shaking table controller | |
| JP6297362B2 (en) | Vibration test equipment | |
| Liette et al. | Interaction between two active structural paths for source mass motion control over mid-frequency range | |
| JP4931088B2 (en) | Scanning probe microscope and active damping drive controller | |
| JP2002156308A (en) | Shaking table and its control device and control method | |
| JP2010242914A (en) | Vibration isolation system, vibration isolation method and program | |
| Seki et al. | Modeling and disturbance compensation aided by multibody dynamics analysis in shaking table systems | |
| Verbaan et al. | Broadband damping of high-precision motion stages | |
| JP4078330B2 (en) | Active vibration isolation device and active vibration isolation method | |
| JP3811639B2 (en) | Control device | |
| JP3626858B2 (en) | Shaking table waveform distortion control device | |
| JP4092878B2 (en) | Shaking table, control device therefor, and control method | |
| TW201933018A (en) | Active vibration isolating device | |
| JP4457297B2 (en) | Inverse transformation method for multi-degree-of-freedom control device | |
| JPH11194066A (en) | Multiple mode vibration control method for excitater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110302 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130205 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130401 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130806 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130830 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5357447 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |