JP2020159963A - 同定装置、材料試験機、同定装置の制御方法、及び制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】材料試験機の同定精度を向上する。【解決手段】試験対象に試験力を付与し、試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機の特性を一次遅れ系として同定する同定装置として機能する制御回路ユニット５０である。制御回路ユニット５０は、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間を算出する第１算出部５４と、遅延時間に基づいて一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出部５５と、を備える。【選択図】図２
Description
本発明は、同定装置、材料試験機、同定装置の制御方法、及び制御プログラムに関する。
試験対象に試験力を付与して試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機の特性を同定する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載のサーボ式材料試験機は、制御量の検出値が規定値となるときの負荷機構に対する操作信号の大きさを記憶し、オープンループ状態でその記憶されている信号を負荷機構に対して供給するオフセット信号供給手段を備える。また、その状態で矩形波状の設定信号の負荷機構への追加供給を開始し、制御量の検出値がリミット値に達した時点で供給を停止する設定信号供給手段を設ける。更に、設定信号が供給されている間の制御量の検出値を応答データ記憶手段に記憶し、その記憶内容を用いて系を同定して最適ゲインを決定する演算手段を設ける。
特許文献１に記載のサーボ式材料試験機は、制御量の検出値が規定値となるときの負荷機構に対する操作信号の大きさを記憶し、オープンループ状態でその記憶されている信号を負荷機構に対して供給するオフセット信号供給手段を備える。また、その状態で矩形波状の設定信号の負荷機構への追加供給を開始し、制御量の検出値がリミット値に達した時点で供給を停止する設定信号供給手段を設ける。更に、設定信号が供給されている間の制御量の検出値を応答データ記憶手段に記憶し、その記憶内容を用いて系を同定して最適ゲインを決定する演算手段を設ける。
特許文献１に記載のサーボ式材料試験によれば、試験対象に作用する最大負荷を規制しつつ応答データの採取を可能とし、試験対象にダメージを与える危険性を無くし、簡単な演算によって系の同定〜最適ゲインの決定が可能になる。
しかしながら、特許文献１に記載のサーボ式材料試験機では、試験対象の変形に伴ってサーボ式材料試験機の特性が変化する。
例えば、サーボ式材料試験機が、引張試験を行う場合には、試験の進行に伴って１対のつかみ具の間隔が増加し、試験対象が伸びるため、引張試験機の特性が変化する。その結果、特許文献１に記載のサーボ式材料試験機では、同定精度を向上する余地があった。
例えば、サーボ式材料試験機が、引張試験を行う場合には、試験の進行に伴って１対のつかみ具の間隔が増加し、試験対象が伸びるため、引張試験機の特性が変化する。その結果、特許文献１に記載のサーボ式材料試験機では、同定精度を向上する余地があった。
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、材料試験機の同定精度を向上できる同定装置、材料試験機、同定装置の制御方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明の第１の態様は、試験対象に試験力を付与し、前記試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機の特性を一次遅れ系として同定する同定装置であって、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間を算出する第１算出部と、前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出部と、を備える、同定装置に関する。
本発明の第２の態様は、試験対象に試験力を付与し、前記試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機であって、第１の態様に係る同定装置を備える、材料試験機に関する。
本発明の第３の態様は、試験対象に試験力を付与し、前記試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機の特性を一次遅れ系として同定する同定装置の制御方法であって、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間を算出する第１算出ステップ、及び前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出ステップ、を含む、同定装置の制御方法に関する。
本発明の第４の態様は、試験対象に試験力を付与し、前記試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機の特性を、コンピュータを用いて、一次遅れ系として同定する同定装置の制御プログラムであって、前記コンピュータを、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間を算出する第１算出部、及び前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出部、として機能させる、制御プログラムに関する。
本発明の第１の態様によれば、第１算出部が、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間を算出し、第２算出部が、前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数を算出する。
よって、材料試験機において材料試験を実行中に、材料試験機の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機の同定精度を向上できる。
よって、材料試験機において材料試験を実行中に、材料試験機の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機の同定精度を向上できる。
本発明の第２の態様によれば、第１の態様に係る同定装置を備える。
よって、材料試験機において材料試験を実行中に、材料試験機の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機の同定精度を向上できる。
よって、材料試験機において材料試験を実行中に、材料試験機の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機の同定精度を向上できる。
本発明の第３の態様によれば、第１算出ステップにおいて、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間が算出され、第２算出ステップにおいて、前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数が算出される。
よって、材料試験機において材料試験を実行中に、材料試験機の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機の同定精度を向上できる。
よって、材料試験機において材料試験を実行中に、材料試験機の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機の同定精度を向上できる。
本発明の第４の態様によれば、第１算出部が、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間を算出し、第２算出部が、前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数を算出する。
よって、材料試験機において材料試験を実行中に、材料試験機の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機の同定精度を向上できる。
よって、材料試験機において材料試験を実行中に、材料試験機の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機の同定精度を向上できる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
［１．引張試験機の構成］
図１は、本実施形態に係る引張試験機１の構成の一例を示す図である。
本実施形態の引張試験機１は、試験対象ＴＰに試験力ＦＴを与えて、試料の引張強度、降伏点、伸び、絞りなどの機械的性質を測定する材料試験を行う。試験力ＦＴは、引張力である。
かかる引張試験機１は、試験対象の材料である試験対象ＴＰに試験力ＦＴを与えて引張試験を行う引張試験機本体２と、当該引張試験機本体２による引張試験動作を制御する制御ユニット４と、を備える。
なお、引張試験機１は、「材料試験機」の一例に相当する。
図１は、本実施形態に係る引張試験機１の構成の一例を示す図である。
本実施形態の引張試験機１は、試験対象ＴＰに試験力ＦＴを与えて、試料の引張強度、降伏点、伸び、絞りなどの機械的性質を測定する材料試験を行う。試験力ＦＴは、引張力である。
かかる引張試験機１は、試験対象の材料である試験対象ＴＰに試験力ＦＴを与えて引張試験を行う引張試験機本体２と、当該引張試験機本体２による引張試験動作を制御する制御ユニット４と、を備える。
なお、引張試験機１は、「材料試験機」の一例に相当する。
試験機本体２は、テーブル６と、このテーブル６上に鉛直方向を向く状態で回転可能に立設された一対のねじ棹８、９と、これらのねじ棹８、９に沿って移動可能なクロスヘッド１０と、このクロスヘッド１０を移動させて試験対象ＴＰに負荷を与える負荷機構１２と、ロードセル１４と、を備える。ロードセル１４は、試験対象ＴＰに与えられる引張荷重である試験力ＦＴを測定し、試験力測定信号ＳＧ１を出力するセンサである。
一対のねじ棹８、９は、ボールねじから成り、クロスヘッド１０は、各ねじ棹８、９に対して図示を省略したナットを介して連結されている。
負荷機構１２は、各ねじ棹８、９の下端部に連結されるウォーム減速機１６、１７と、各ウォーム減速機１６、１７に連結されるサーボモータ１８と、ロータリエンコーダ２０と、を備える。ロータリエンコーダ２０は、サーボモータ１８の回転量を測定し、回転量に応じたパルス数の回転測定信号ＳＧ２を制御ユニット４に出力するセンサである。
そして負荷機構１２は、ウォーム減速機１６、１７を介して、一対のねじ棹８、９にサーボモータ１８の回転を伝達し、各ねじ棹８、９が同期して回転することにより、クロスヘッド１０がねじ棹８、９に沿って昇降する。
負荷機構１２は、各ねじ棹８、９の下端部に連結されるウォーム減速機１６、１７と、各ウォーム減速機１６、１７に連結されるサーボモータ１８と、ロータリエンコーダ２０と、を備える。ロータリエンコーダ２０は、サーボモータ１８の回転量を測定し、回転量に応じたパルス数の回転測定信号ＳＧ２を制御ユニット４に出力するセンサである。
そして負荷機構１２は、ウォーム減速機１６、１７を介して、一対のねじ棹８、９にサーボモータ１８の回転を伝達し、各ねじ棹８、９が同期して回転することにより、クロスヘッド１０がねじ棹８、９に沿って昇降する。
クロスヘッド１０には、試験対象ＴＰの上端部を把持するための上つかみ具２１が付設され、テーブル６には、試験対象ＴＰの下端部を把持するための下つかみ具２２が付設されている。試験機本体２は、引張試験の際、試験対象ＴＰの両端部をこれらの上つかみ具２１および下つかみ具２２により把持した状態で、制御ユニット４の制御の下、クロスヘッド１０を上昇させることにより、試験対象ＴＰに試験力ＦＴを与える。
試験対象ＴＰには、変位センサ１５が配置される。試験対象ＴＰは、例えば、中央がくびれて形成されたダンベル型試験対象が用いられる。変位センサ１５は、試験対象ＴＰの１対の標点の間の距離を測定することによって、伸び計測値ｅを測定し、伸び測定信号ＳＧ３を出力するセンサである。１対の標点は、試験対象ＴＰがくびれた領域の上部と下部とに配置される。
制御ユニット４は、制御装置３０と、表示装置３２と、試験プログラム実行装置３４と、を備える。
制御装置３０は、当該試験機本体２を中枢的に制御する装置であり、試験機本体２との間で信号を送受信可能に接続される。試験機本体２から受信する信号は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２、変位センサ１５が出力する伸び測定信号ＳＧ３、及び制御や試験に要する適宜の信号などである。
表示装置３２は、制御装置３０から入力される信号に基づいて各種情報を表示する装置であり、例えば、制御装置３０は、引張試験の間、伸び測定信号ＳＧ３に基づいて試験対象ＴＰの伸びの測定値である伸び計測値ｅを表示装置３２に表示する。また、例えば、制御装置３０は、引張試験の間、回転測定信号ＳＧ２に基づくクロスヘッド１０の変位を示す変位計測値ｘを表示装置３２に表示する。
制御装置３０は、当該試験機本体２を中枢的に制御する装置であり、試験機本体２との間で信号を送受信可能に接続される。試験機本体２から受信する信号は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２、変位センサ１５が出力する伸び測定信号ＳＧ３、及び制御や試験に要する適宜の信号などである。
表示装置３２は、制御装置３０から入力される信号に基づいて各種情報を表示する装置であり、例えば、制御装置３０は、引張試験の間、伸び測定信号ＳＧ３に基づいて試験対象ＴＰの伸びの測定値である伸び計測値ｅを表示装置３２に表示する。また、例えば、制御装置３０は、引張試験の間、回転測定信号ＳＧ２に基づくクロスヘッド１０の変位を示す変位計測値ｘを表示装置３２に表示する。
引張試験プログラム実行装置３４は、引張試験の試験条件といった各種設定パラメータの設定操作や実行指示操作などのユーザ操作を受け付け、制御装置３０に出力する機能や、試験力計測値ｆのデータを解析する機能などを備えた装置である。
本実施形態の引張試験プログラム実行装置３４はコンピュータを備え、このコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)やＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)などのメモリデバイスと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などのストレージ装置と、制御装置３０や各種の周辺機器などを接続するためのインターフェース回路と、を備える。そして、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されたコンピュータプログラムである引張試験プログラムを実行することで、上述の各種の機能を実現する。
本実施形態の引張試験プログラム実行装置３４はコンピュータを備え、このコンピュータは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などのプロセッサと、ＲＯＭ(Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ)やＲＡＭ(Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)などのメモリデバイスと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などのストレージ装置と、制御装置３０や各種の周辺機器などを接続するためのインターフェース回路と、を備える。そして、プロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶されたコンピュータプログラムである引張試験プログラムを実行することで、上述の各種の機能を実現する。
次いで、本実施形態の制御装置３０について、更に詳述する。
制御装置３０は、図１に示すように、信号入出力ユニット４０と、制御回路ユニット５０と、を備える。
信号入出力ユニット４０は、試験機本体２との間で信号を送受する入出力インターフェース回路を構成するものであり、本実施形態では、第１センサアンプ４２と、第２センサアンプ４５と、カウンタ回路４３と、サーボアンプ４４とを有する。
第１センサアンプ４２は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。
第２センサアンプ４５は、変位センサ１５が出力する伸び測定信号ＳＧ３を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。
カウンタ回路４３は、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２のパルス数を計数し、サーボモータ１８の回転量、すなわち当該サーボモータ１８の回転によって昇降するクロスヘッド１０の変位計測値ｘを示す変位測定信号Ａ３を制御回路ユニット５０にデジタル信号で出力する。
サーボアンプ４４は、制御回路ユニット５０の制御の下、サーボモータ１８を制御する装置である。
制御装置３０は、図１に示すように、信号入出力ユニット４０と、制御回路ユニット５０と、を備える。
信号入出力ユニット４０は、試験機本体２との間で信号を送受する入出力インターフェース回路を構成するものであり、本実施形態では、第１センサアンプ４２と、第２センサアンプ４５と、カウンタ回路４３と、サーボアンプ４４とを有する。
第１センサアンプ４２は、ロードセル１４が出力する試験力測定信号ＳＧ１を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。
第２センサアンプ４５は、変位センサ１５が出力する伸び測定信号ＳＧ３を増幅して制御回路ユニット５０に出力する増幅器である。
カウンタ回路４３は、ロータリエンコーダ２０が出力する回転測定信号ＳＧ２のパルス数を計数し、サーボモータ１８の回転量、すなわち当該サーボモータ１８の回転によって昇降するクロスヘッド１０の変位計測値ｘを示す変位測定信号Ａ３を制御回路ユニット５０にデジタル信号で出力する。
サーボアンプ４４は、制御回路ユニット５０の制御の下、サーボモータ１８を制御する装置である。
［２．制御回路ユニットの構成］
図２は、制御回路ユニット５０の機能的構成を示すブロック図である。
制御回路ユニット５０は、通信部５１と、フィードバック制御部５２と、第１フィルタ処理部５３と、第１算出部５４と、第２算出部５５と、第２フィルタ処理部５６とを備える。制御回路ユニット５０は、「同定装置」の一例に対応する。
制御回路ユニット５０は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイスと、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージ装置と、信号入出力ユニット４０とのインターフェース回路と、引張試験プログラム実行装置３４と通信する通信装置と、表示装置３２を制御する表示制御回路と、各種の電子回路と、を備えたコンピュータを備える。また、制御回路ユニット５０のプロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶された制御プログラムを実行することで、図２に示す各機能部を実現する。
プロセッサは、「コンピュータ」の一例に対応する。
また、信号入出力ユニット４０のインターフェース回路にはＡ／Ｄ変換器が設けられており、アナログ信号の試験力測定信号ＳＧ１がＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。
なお、制御回路ユニット５０は、コンピュータに限らず、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１又は複数の適宜の回路によって構成されてもよい。
図２は、制御回路ユニット５０の機能的構成を示すブロック図である。
制御回路ユニット５０は、通信部５１と、フィードバック制御部５２と、第１フィルタ処理部５３と、第１算出部５４と、第２算出部５５と、第２フィルタ処理部５６とを備える。制御回路ユニット５０は、「同定装置」の一例に対応する。
制御回路ユニット５０は、ＣＰＵやＭＰＵなどのプロセッサと、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリデバイスと、ＨＤＤやＳＳＤなどのストレージ装置と、信号入出力ユニット４０とのインターフェース回路と、引張試験プログラム実行装置３４と通信する通信装置と、表示装置３２を制御する表示制御回路と、各種の電子回路と、を備えたコンピュータを備える。また、制御回路ユニット５０のプロセッサがメモリデバイス又はストレージ装置に記憶された制御プログラムを実行することで、図２に示す各機能部を実現する。
プロセッサは、「コンピュータ」の一例に対応する。
また、信号入出力ユニット４０のインターフェース回路にはＡ／Ｄ変換器が設けられており、アナログ信号の試験力測定信号ＳＧ１がＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換される。
なお、制御回路ユニット５０は、コンピュータに限らず、ＩＣチップやＬＳＩなどの集積回路といった１又は複数の適宜の回路によって構成されてもよい。
通信部５１は、試験プログラム実行装置３４との間で通信し、試験条件の設定や各種設定パラメータの設定値、引張試験の実行指示や中断指示などを試験プログラム実行装置３４から受信する。また、通信部５１は、伸び測定信号ＳＧ３に基づく伸び計測値ｅを適宜のタイミングで試験プログラム実行装置３４に送信する。また、通信部５１は、回転測定信号ＳＧ２に基づく変位計測値ｘを適宜のタイミングで試験プログラム実行装置３４に送信する。
フィードバック制御部５２は、試験機本体２のサーボモータ１８をフィードバック制御して引張試験を実行する。フィードバック制御部５２は、サーボモータ１８のフィードバック制御を実行する回路である。
例えば、フィードバック制御部５２が位置制御を実行する場合には、フィードバック制御部５２は、変位センサ１５によって測定された伸び計測値ｅを伸び目標値ｅｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。なお、伸び目標値ｅｔは、伸び計測値ｅの目標値を示す。
なお、本実施形態において、「位置制御」とは、センサ等によって測定された検出値を、その目標値に一致させるように制御することを示す。また、伸び目標値ｅｔは、「目標値」及び「位置目標値」の一例に対応し、伸び計測値ｅは、「制御対象の計測値」及び「位置計測値」の一例に対応する。
例えば、フィードバック制御部５２が位置制御を実行する場合には、フィードバック制御部５２は、変位センサ１５によって測定された伸び計測値ｅを伸び目標値ｅｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。なお、伸び目標値ｅｔは、伸び計測値ｅの目標値を示す。
なお、本実施形態において、「位置制御」とは、センサ等によって測定された検出値を、その目標値に一致させるように制御することを示す。また、伸び目標値ｅｔは、「目標値」及び「位置目標値」の一例に対応し、伸び計測値ｅは、「制御対象の計測値」及び「位置計測値」の一例に対応する。
また、例えば、フィードバック制御部５２が速度制御を実行する場合には、フィードバック制御部５２は、伸び計測値速度ｖｅを伸び速度目標値ｖｅｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。伸び計測値速度ｖｅは、変位センサ１５によって測定された伸び計測値ｅの単位時間当たりの変化量を示し、伸び速度目標値ｖｅｔは、伸び計測値速度ｖｅの目標値を示す。
なお、本実施形態において、「速度制御」とは、センサ等によって測定された検出値の単位時間当たりの変化量を、その目標値に一致させるように制御することを示す。また、伸び速度目標値ｖｅｔは、「目標値」及び「速度目標値」の一例に対応し、伸び計測値速度ｖｅは、「計測値速度」の一例に対応する。伸び計測値ｅは、「制御対象の計測値」の一例に対応する。
本実施形態では、フィードバック制御にはＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御が用いられており、フィードバック制御部５２は、いわゆるＰＩＤ制御器を備える。なお、フィードバック制御部５２は、第２算出部５５が算出する係数Ａ１の値、及び係数Ｂ１の値に基づいて、ＰＩＤ制御器の各々に付与するゲインを設定する。
なお、本実施形態において、「速度制御」とは、センサ等によって測定された検出値の単位時間当たりの変化量を、その目標値に一致させるように制御することを示す。また、伸び速度目標値ｖｅｔは、「目標値」及び「速度目標値」の一例に対応し、伸び計測値速度ｖｅは、「計測値速度」の一例に対応する。伸び計測値ｅは、「制御対象の計測値」の一例に対応する。
本実施形態では、フィードバック制御にはＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−Ｉｎｔｅｇｒａｌ−Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）制御が用いられており、フィードバック制御部５２は、いわゆるＰＩＤ制御器を備える。なお、フィードバック制御部５２は、第２算出部５５が算出する係数Ａ１の値、及び係数Ｂ１の値に基づいて、ＰＩＤ制御器の各々に付与するゲインを設定する。
本実施形態では、伸び計測値ｅについて位置制御を実行する場合について説明するが、変位計測値ｘについて位置制御を実行してもよい。この場合には、フィードバック制御部５２は、変位計測値ｘを変位目標値ｘｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。変位目標値ｘｔは、変位計測値ｘの目標値を示す。
また、ロードセル１４が出力する試験力計測値ｆについて位置制御を実行してもよい。この場合には、フィードバック制御部５２は、試験力計測値ｆを試験力目標値ｆｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。なお、試験力計測値ｆは、試験力計測値ｆに対応し、試験力目標値ｆｔは、試験力計測値ｆの目標値を示す。
また、ロードセル１４が出力する試験力計測値ｆについて位置制御を実行してもよい。この場合には、フィードバック制御部５２は、試験力計測値ｆを試験力目標値ｆｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。なお、試験力計測値ｆは、試験力計測値ｆに対応し、試験力目標値ｆｔは、試験力計測値ｆの目標値を示す。
また、本実施形態では、伸び計測値ｅについて速度制御を実行する場合について説明するが、ロータリエンコーダ２０によって測定された変位計測値ｘについて速度制御を実行してもよい。この場合には、フィードバック制御部５２は、変位計測値速度ｖを変位速度目標値ｖｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。変位計測値速度ｖは、変位計測値ｘの単位時間当たりの変化量を示し、変位速度目標値ｖｔは、変位計測値速度ｖの目標値を示す。
また、ロードセル１４が出力する試験力計測値ｆについて速度制御を実行してもよい。この場合には、フィードバック制御部５２は、試験力計測値速度ｖｆを試験力速度目標値ｖｆｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。試験力速度制御量ｆｖは、試験力計測値ｆの単位時間当たりの変化量を示し、試験力速度目標値ｆｖｔは、試験力速度制御量ｆｖの目標値を示す。
また、ロードセル１４が出力する試験力計測値ｆについて速度制御を実行してもよい。この場合には、フィードバック制御部５２は、試験力計測値速度ｖｆを試験力速度目標値ｖｆｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。試験力速度制御量ｆｖは、試験力計測値ｆの単位時間当たりの変化量を示し、試験力速度目標値ｆｖｔは、試験力速度制御量ｆｖの目標値を示す。
第１フィルタ処理部５３は、引張試験機１が引張試験を実行する際に、変位計測値ｘから引張試験機１の固有振動数ＦＡに対応する成分を除去する。
具体的には、変位計測値ｘの検出信号をハイパスフィルタとローパスフィルタとを通過させることによって、変位計測値ｘの検出信号に含まれる引張試験機１の固有振動数ＦＡに対応する成分を除去する。ハイパスフィルタは、固有振動数ＦＡより周波数ΔＦＡだけ高い周波数、すなわち周波数（ＦＡ＋ΔＦＡ）以上の周波数を通過させる。ローパスフィルタは、固有振動数ＦＡより周波数ΔＦＢだけ低い周波数、すなわち周波数（ＦＡ−ΔＦＢ）以下の周波数を通過させる。固有振動数ＦＡは、例えば１７．５５ｋＨｚであり、周波数ΔＦＡ及び周波数ΔＦＢの各々は、例えば、１ｋＨｚである。
具体的には、変位計測値ｘの検出信号をハイパスフィルタとローパスフィルタとを通過させることによって、変位計測値ｘの検出信号に含まれる引張試験機１の固有振動数ＦＡに対応する成分を除去する。ハイパスフィルタは、固有振動数ＦＡより周波数ΔＦＡだけ高い周波数、すなわち周波数（ＦＡ＋ΔＦＡ）以上の周波数を通過させる。ローパスフィルタは、固有振動数ＦＡより周波数ΔＦＢだけ低い周波数、すなわち周波数（ＦＡ−ΔＦＢ）以下の周波数を通過させる。固有振動数ＦＡは、例えば１７．５５ｋＨｚであり、周波数ΔＦＡ及び周波数ΔＦＢの各々は、例えば、１ｋＨｚである。
第１算出部５４は、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間ＴＳを算出する。具体的には、材料試験機１が位置制御を実行する場合には、第１算出部５４は、遅延時間ＴＳを次の式（１）で算出し、ある一定期間において移動平均化する。一定期間の長さは、例えば１秒間である。
ＴＳ＝（ｅｔ−ｅ）／ｖｅｔ （１）
ここで、伸び速度目標値ｖｅｔは、伸び計測値ｅの単位時間当たりの変化量の目標値を示す。式（１）については、図３を参照して詳細に説明する。式（１）は、式（Ｂ）の一例に対応する。
ＴＳ＝（ｅｔ−ｅ）／ｖｅｔ （１）
ここで、伸び速度目標値ｖｅｔは、伸び計測値ｅの単位時間当たりの変化量の目標値を示す。式（１）については、図３を参照して詳細に説明する。式（１）は、式（Ｂ）の一例に対応する。
また、材料試験機１が速度制御を実行する場合には、伸び計測値速度ｖｅが一定値である期間において、第１算出部５４は、遅延時間ＴＳを次の式（２）で算出し、ある一定期間において移動平均化する。一定期間の長さは、例えば１秒間である。
ＴＳ＝∫（ｖｅｔ−ｖｅ）ｄｔ／ｖｅｔ
＝∫（Δｖｅ）ｄｔ／ｖｅｔ
＝Δｅ／ｖｅｔ （２）
ここで、伸び速度偏差Δｖｅは、伸び速度目標値ｖｅｔと伸び計測値速度ｖｅとの差を示す。伸び偏差Δｅは、伸び目標値ｅｔと伸び計測値ｅとの差を示す。式（２）は、式（Ｃ）の一例に対応する。
ＴＳ＝∫（ｖｅｔ−ｖｅ）ｄｔ／ｖｅｔ
＝∫（Δｖｅ）ｄｔ／ｖｅｔ
＝Δｅ／ｖｅｔ （２）
ここで、伸び速度偏差Δｖｅは、伸び速度目標値ｖｅｔと伸び計測値速度ｖｅとの差を示す。伸び偏差Δｅは、伸び目標値ｅｔと伸び計測値ｅとの差を示す。式（２）は、式（Ｃ）の一例に対応する。
第２算出部５５は、遅延時間ＴＳに基づいて、一次遅れ系を規定する係数を算出する。なお、一次遅れ系は、材料試験機１の特性を規定する。
具体的には、第２算出部５５は、次の式（３）に含まれる係数Ａ１及び係数Ｂ１の値を算出する。
Ｇ（Ｚ）＝Ｂ１×Ｚ−１／（１＋Ａ１×Ｚ−１） （３）
ただし、Ｚは、Ｚ変換における変数を示す。式（３）は、式（Ａ）に対応する。
具体的には、第２算出部５５は、次の式（３）に含まれる係数Ａ１及び係数Ｂ１の値を算出する。
Ｇ（Ｚ）＝Ｂ１×Ｚ−１／（１＋Ａ１×Ｚ−１） （３）
ただし、Ｚは、Ｚ変換における変数を示す。式（３）は、式（Ａ）に対応する。
更に具体的には、第２算出部５５は、次の式（４）で係数Ａ１の値を算出する。
Ａ１＝−ＥＸＰ（−ｄＴ／ＴＳ） （４）
ただし、制御サンプリング時間ｄＴは、伸び計測値ｅの検出周期を示す。制御サンプリング時間ｄＴは、例えば１ｍｓｅｃである。また、式（４）は、式（Ｄ）に対応する。
また、第２算出部５５は、次の式（５）で係数Ｂ１の値を算出する。
Ｂ１＝１−Ａ１ （５）
なお、式（５）は、式（Ｅ）に対応する。
Ａ１＝−ＥＸＰ（−ｄＴ／ＴＳ） （４）
ただし、制御サンプリング時間ｄＴは、伸び計測値ｅの検出周期を示す。制御サンプリング時間ｄＴは、例えば１ｍｓｅｃである。また、式（４）は、式（Ｄ）に対応する。
また、第２算出部５５は、次の式（５）で係数Ｂ１の値を算出する。
Ｂ１＝１−Ａ１ （５）
なお、式（５）は、式（Ｅ）に対応する。
第２フィルタ処理部５６は、遅延時間ＴＳをフィルタＦＬによってフィルタリングする。第２算出部５５は、フィルタによってフィルタリングされた遅延時間ＴＳに基づいて、一次遅れ系を規定する係数を算出する。具体的には、第２算出部５５は、フィルタリングされた遅延時間ＴＳを用いて、係数Ａ１及び係数Ｂ１の値を算出する。
具体的には、フィルタＦＬは、カルマンフィルタＦＬＫである。カルマンフィルタＦＬＫは、状態空間表現と、予測ステップと、フィルタリングステップとを含む。状態空間表現は、次の式（５）に示す動作モデルと、次の式（６）に示す観測モデルとを含む。
また、予測ステップは、次の式（７）に示す事前推定値と、次の式（８）に示す事前誤差共分散とを含む。
また、フィルタリングステップは、次の式（９）に示すカルマンゲインと、次の式（１０）に示す事後推定値と、次の式（１１）に示す事後誤差共分散とを含む。
本実施形態では、式（６）に示す観測モデルにおいて、変数Ｘｔを変位計測値ｘとして変数Ｚｔの値を算出する。ただし、式（６）において定数Ｃ＝１、変数δｔ＝０としている。すなわち、式（６）から次の式（１２）が成立する。
Ｚｔ＝ｘ （１２）
Ｚｔ＝ｘ （１２）
また、式（７）に示す事前推定値と、式（８）に示す事前誤差共分散とを、次の式（１３）で規定する関数Ａ（Ｚ−１）と、次の式（１４）で規定する関数Ｂ（Ｚ−１）を用いて更新する。
Ａ（Ｚ−１）＝１＋Ａ１×Ｚ−１ （１３）
Ｂ（Ｚ−１）＝Ｂ１×Ｚ−１ （１４）
ただし、係数Ａ１及び係数Ｂ１は、第２算出部５５によって、一次遅れ系を規定する係数として算出される。
Ａ（Ｚ−１）＝１＋Ａ１×Ｚ−１ （１３）
Ｂ（Ｚ−１）＝Ｂ１×Ｚ−１ （１４）
ただし、係数Ａ１及び係数Ｂ１は、第２算出部５５によって、一次遅れ系を規定する係数として算出される。
［３．遅延時間の算出方法］
図３は、本実施形態に係る第１算出部５４の処理の一例を示すグラフである。図３に示す２つのグラフの各々において、縦軸は、伸び計測値ｅ及び伸び目標値ｅｔを示し、横軸は、時間Ｔを示す。
図３は、本実施形態に係る第１算出部５４の処理の一例を示すグラフである。図３に示す２つのグラフの各々において、縦軸は、伸び計測値ｅ及び伸び目標値ｅｔを示し、横軸は、時間Ｔを示す。
図３を参照して、第１算出部５４による遅延時間ＴＳの算出方法について説明する。
図３は、本実施形態に係る第１算出部５４の処理の一例を示すグラフである。
図３の上側の図は、フィードバック制御部５２が位置制御を実行する場合の伸び計測値ｅと伸び目標値ｅｔとの変化を示すグラフである。破線で示すグラフＧ１１は、伸び目標値ｅｔの変化を示し、実線で示すグラフＧ１２は、伸び計測値ｅの変化を示す。グラフＧ１１とグラフＧ１２との傾きは、伸び速度目標値ｖｅｔと一致する。
グラフＧ１１とグラフＧ１２との縦軸方向の距離ΔｅＬは、伸び目標値ｅｔと伸び計測値ｅとの差である。距離ΔｅＬは、伸び偏差Δｅを示す。距離ΔｅＬを、傾きを示す伸び速度目標値ｖｅｔを除することによって、グラフＧ１１とグラフＧ１２との横軸方向の距離ΔＴＬが求められる。距離ΔＴＬは、遅延時間ＴＳと一致する。
したがって、上記式（１）で、第１算出部５４は、遅延時間ＴＳを算出できる。
図３は、本実施形態に係る第１算出部５４の処理の一例を示すグラフである。
図３の上側の図は、フィードバック制御部５２が位置制御を実行する場合の伸び計測値ｅと伸び目標値ｅｔとの変化を示すグラフである。破線で示すグラフＧ１１は、伸び目標値ｅｔの変化を示し、実線で示すグラフＧ１２は、伸び計測値ｅの変化を示す。グラフＧ１１とグラフＧ１２との傾きは、伸び速度目標値ｖｅｔと一致する。
グラフＧ１１とグラフＧ１２との縦軸方向の距離ΔｅＬは、伸び目標値ｅｔと伸び計測値ｅとの差である。距離ΔｅＬは、伸び偏差Δｅを示す。距離ΔｅＬを、傾きを示す伸び速度目標値ｖｅｔを除することによって、グラフＧ１１とグラフＧ１２との横軸方向の距離ΔＴＬが求められる。距離ΔＴＬは、遅延時間ＴＳと一致する。
したがって、上記式（１）で、第１算出部５４は、遅延時間ＴＳを算出できる。
図３の下側の図は、フィードバック制御部５２が速度制御を実行する場合の伸び計測値ｅと伸び目標値ｅｔとの変化を示すグラフである。破線で示すグラフＧ２１は、伸び目標値ｅｔの変化を示し、実線で示すグラフＧ２２は、伸び計測値ｅの変化を示す。グラフＧ２１とグラフＧ２２との時間Ｔ１以降の傾きは、伸び速度目標値ｖｅｔと一致する。なお、時間Ｔ１は、伸び計測値速度ｖｅの速度が一定になる時間Ｔを示す。
時間Ｔ１以降におけるグラフＧ２１とグラフＧ２２との縦軸方向の距離ΔｅＬは、伸び目標値ｅｔと伸び計測値ｅとの差である。距離ΔｅＬは、伸び偏差Δｅを示す。距離ΔｅＬを、傾きを示す伸び速度目標値ｖｅｔを除することによって、グラフＧ２１とグラフＧ２２との横軸方向の距離ΔＴＬが求められる。距離ΔＴＬは、遅延時間ＴＳと一致する。
したがって、上記式（２）で、第１算出部５４は、遅延時間ＴＳを算出できる。
時間Ｔ１以降におけるグラフＧ２１とグラフＧ２２との縦軸方向の距離ΔｅＬは、伸び目標値ｅｔと伸び計測値ｅとの差である。距離ΔｅＬは、伸び偏差Δｅを示す。距離ΔｅＬを、傾きを示す伸び速度目標値ｖｅｔを除することによって、グラフＧ２１とグラフＧ２２との横軸方向の距離ΔＴＬが求められる。距離ΔＴＬは、遅延時間ＴＳと一致する。
したがって、上記式（２）で、第１算出部５４は、遅延時間ＴＳを算出できる。
［４．同定結果］
図４及び図５の各々は、上記式（３）で示す一次遅れ系の同定結果の一例を示す。図４及び図５の各々を参照して、フィードバック制御部５２が、変位センサ１５によって測定された伸び計測値ｅについて速度制御を実行する場合について説明する。すなわち、フィードバック制御部５２は、伸び計測値速度ｖｅを伸び速度目標値ｖｅｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。
なお、試験対象ＴＰとしては、中央がくびれて形成されたダンベル型試験対象が用いられる。また、変位センサ１５の標点間は、試験対象ＴＰのくびれた領域に形成される。変位センサ１５の標点間は、変位センサ１５によって、試験対象ＴＰにおいて伸び計測値ｅが検出される領域を示す。
図４及び図５の各々は、上記式（３）で示す一次遅れ系の同定結果の一例を示す。図４及び図５の各々を参照して、フィードバック制御部５２が、変位センサ１５によって測定された伸び計測値ｅについて速度制御を実行する場合について説明する。すなわち、フィードバック制御部５２は、伸び計測値速度ｖｅを伸び速度目標値ｖｅｔに一致させるように変位計測値ｘの指令値ｄｘを演算し、当該指令値ｄｘを示す指令信号Ａ４（図１）をサーボアンプ４４に出力する。
なお、試験対象ＴＰとしては、中央がくびれて形成されたダンベル型試験対象が用いられる。また、変位センサ１５の標点間は、試験対象ＴＰのくびれた領域に形成される。変位センサ１５の標点間は、変位センサ１５によって、試験対象ＴＰにおいて伸び計測値ｅが検出される領域を示す。
図４及び図５の各々において、横軸は、時間Ｔ（秒）を示し、左側の縦軸は、式（３）における係数Ａ１の値を示し、右側の縦軸は、伸び計測値ｅ、及び変位計測値ｘの値を示す。
［４−１．比較例における同定結果］
図４は、公知のＡＲＭＡ（Ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｍｏｖｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ）モデルを用いて、上記式（３）が示す一次遅れ系の係数Ａ１を算出した実験結果を示す。図４のグラフＧ３１は、伸び計測値ｅの値の変化を示す。図４のグラフＧ３２は、変位計測値ｘの値の変化を示す。図４のグラフＧ３３は、ＡＲＭＡモデルを用いて算出された係数Ａ１の値の変化を示す。
図４は、公知のＡＲＭＡ（Ａｕｔｏｒｅｇｒｅｓｓｉｖｅ Ｍｏｖｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ）モデルを用いて、上記式（３）が示す一次遅れ系の係数Ａ１を算出した実験結果を示す。図４のグラフＧ３１は、伸び計測値ｅの値の変化を示す。図４のグラフＧ３２は、変位計測値ｘの値の変化を示す。図４のグラフＧ３３は、ＡＲＭＡモデルを用いて算出された係数Ａ１の値の変化を示す。
変位センサ１５の標点間の距離よりも、試験対象ＴＰを把持する上つかみ具２１と下つかみ具２２との間隔が長い。そこで、試験開始時の時間Ｔが零から時間Ｔ２までの期間においては、変位計測値ｘの値の方が、伸び計測値ｅの値よりも大きい。時間Ｔ２において、試験対象ＴＰの標点間が塑性変形するため、変位計測値ｘの単位時間当たりの変化量が、伸び計測値ｅの単位時間当たりの変化量に近づく。換言すれば、時間Ｔ２以降において、グラフＧ３２の傾きが、グラフＧ３１の傾きに近づく。時間Ｔ３において、試験対象ＴＰの中央部以外の領域が塑性変形するため、フィードバック制御部５２は、伸び計測値ｅの単位時間当たりの変化量を一定にするために、変位計測値ｘを急激に増大する。すなわち、時間Ｔ３において、変位計測値ｘを示すグラフＧ３２がステップ的に増加している。
グラフＧ３３に示すように、ＡＲＭＡモデルを用いて算出された係数Ａ１の値は、試験開始後１秒程度の期間において、不安定に変化している。また、時間Ｔ３においては、変位計測値ｘを急激に増大するため、ＡＲＭＡモデルを用いて算出された係数Ａ１の値は、過度に大きな値になっている。
このように、ＡＲＭＡモデルを用いて算出された係数Ａ１の値は、適切ではない場合があり、ＡＲＭＡモデルを用いて算出された係数Ａ１を用いて、フィードバック制御のゲインを設定することは困難である。
［４−２．本実施形態における同定結果］
図５は、本実施形態における第１算出部５４及び第２算出部５５によって、上記式（３）に示す一次遅れ系の係数Ａ１を算出した実験結果を示す。図５のグラフＧ４１は、伸び計測値ｅの値の変化を示す。図５のグラフＧ４２は、変位計測値ｘの値の変化を示す。図５のグラフＧ４３は、第１算出部５４及び第２算出部５５によって算出された係数Ａ１の値の変化を示す。図５のグラフＧ３３は、図４のグラフＧ３３と同一であり、ＡＲＭＡモデルを用いて算出された係数Ａ１の値を示す。
図５は、本実施形態における第１算出部５４及び第２算出部５５によって、上記式（３）に示す一次遅れ系の係数Ａ１を算出した実験結果を示す。図５のグラフＧ４１は、伸び計測値ｅの値の変化を示す。図５のグラフＧ４２は、変位計測値ｘの値の変化を示す。図５のグラフＧ４３は、第１算出部５４及び第２算出部５５によって算出された係数Ａ１の値の変化を示す。図５のグラフＧ３３は、図４のグラフＧ３３と同一であり、ＡＲＭＡモデルを用いて算出された係数Ａ１の値を示す。
図５のグラフＧ４１は、図４のグラフＧ３１と同一であり、図５のグラフＧ４２は、図４のグラフＧ３２と同一である。なお、伸び計測値ｅは、グラフＧ４１で示すように、直線状であり、伸び目標値ｅｔと伸び計測値ｅとの差が一定値である期間は、図５の全体の期間である。
図５のグラフＧ４２に示すように、本実施形態における第１算出部５４及び第２算出部５５によって算出した係数Ａ１の値は、試験開始後速やかに値が収束し、且つ時間Ｔ３においても、逸脱した値となることはなく、良好な同定結果が得られた。逸脱した値とは、例えば、係数Ａ１の値が１以上になることを示す。
このようにして、伸び計測値ｅ及び変位計測値ｘのような実測値を用いて、式（３）で示す一次遅れ系の係数Ａ１及び係数Ｂ１を適正に同定できる。したがって、フィードバック制御における適正なゲインを設定できる。その結果、引張試験機１のような材料試験機の制御精度を向上できる。
［５．カルマンフィルタの効果を示す実験結果］
次に、図６を参照して、カルマンフィルタＦＬＫによるフィルタリング結果として得られる仮想伸び計測値ｅｖについて説明する。
図６において、横軸は、時間Ｔ（秒）を示し、縦軸は伸び計測値ｅ（ｍｍ）を示す。
図６のグラフＧ５１は、伸び計測値ｅを示す。すなわち、グラフＧ５１は、変位センサ１５によって測定された伸びの実測値を示す。グラフＧ５１に示すように伸び計測値ｅは、変位センサのＳＮ比が小さいことに起因して、上下方向に振動している。
図６のグラフＧ５２は、伸び目標値ｅｔを示す。グラフＧ５３は、伸び計測値ｅの移動平均値を示す。グラフＧ５４は、カルマンフィルタＦＬＫから出力される仮想伸び計測値ｅｖを示す。
次に、図６を参照して、カルマンフィルタＦＬＫによるフィルタリング結果として得られる仮想伸び計測値ｅｖについて説明する。
図６において、横軸は、時間Ｔ（秒）を示し、縦軸は伸び計測値ｅ（ｍｍ）を示す。
図６のグラフＧ５１は、伸び計測値ｅを示す。すなわち、グラフＧ５１は、変位センサ１５によって測定された伸びの実測値を示す。グラフＧ５１に示すように伸び計測値ｅは、変位センサのＳＮ比が小さいことに起因して、上下方向に振動している。
図６のグラフＧ５２は、伸び目標値ｅｔを示す。グラフＧ５３は、伸び計測値ｅの移動平均値を示す。グラフＧ５４は、カルマンフィルタＦＬＫから出力される仮想伸び計測値ｅｖを示す。
図６に示すように伸び計測値ｅの移動平均値を示すグラフＧ５３は、伸び計測値ｅを示すグラフＧ５１の下側に位置している。これに対して、図６に示すように仮想伸び計測値ｅｖを示すグラフＧ５４は、伸び計測値ｅを示すグラフＧ５１の中央を通り、伸び計測値ｅを良く近似している。すなわち、カルマンフィルタＦＬＫから出力される仮想伸び計測値ｅｖは、伸び計測値ｅを良く近似できる。
したがって、伸び計測値ｅに換えて、仮想伸び計測値ｅｖを用いることによって、安定したフィードバック制御を実行できる。
［６．同定による効果を示す実験結果］
次に、図７を参照して、同定装置として機能する制御回路ユニット５０の効果について説明する。具体的には、フィードバック制御部５２の制御精度の向上効果について説明する。図７は、伸び計測値速度ｖｅの変化を示すグラフである。図７において、横軸は時間Ｔ（秒）を示し、縦軸は、伸び計測値速度ｖｅの値を示す。なお、図７では、伸び速度目標値ｖｅｔは、０．０１２（ｍｍ／秒）に設定されている。
次に、図７を参照して、同定装置として機能する制御回路ユニット５０の効果について説明する。具体的には、フィードバック制御部５２の制御精度の向上効果について説明する。図７は、伸び計測値速度ｖｅの変化を示すグラフである。図７において、横軸は時間Ｔ（秒）を示し、縦軸は、伸び計測値速度ｖｅの値を示す。なお、図７では、伸び速度目標値ｖｅｔは、０．０１２（ｍｍ／秒）に設定されている。
図７のグラフＧ６１は、図４を参照して説明したＡＲＭＡモデルを用いて一次遅れ系を同定し、同定結果を用いてフィードバック制御のゲインを決定したときにおける、伸び計測値速度ｖｅの変化を示すグラフである。
図７のグラフＧ６２は、図５参照して説明した本実施形態に係る第１算出部５４及び第２算出部５５によって一次遅れ系を同定し、同定結果を用いてフィードバック制御のゲインを決定したときにおける、伸び計測値速度ｖｅの変化を示すグラフである。
図７のグラフＧ６２は、図５参照して説明した本実施形態に係る第１算出部５４及び第２算出部５５によって一次遅れ系を同定し、同定結果を用いてフィードバック制御のゲインを決定したときにおける、伸び計測値速度ｖｅの変化を示すグラフである。
図７に示すように、グラフＧ６１における制御誤差Δｖｅ１が約０．００５５（ｍｍ／秒）であるの対して、グラフＧ６２における制御誤差Δｖｅ２が約０．００２７（ｍｍ／秒）である。
このように、ＡＲＭＡモデルを用いて一次遅れ系を同定した場合と比較して、本実施形態に係る第１算出部５４及び第２算出部５５によって一次遅れ系を同定した場合には、フィードバック制御における制御精度が大幅に向上した。
このように、ＡＲＭＡモデルを用いて一次遅れ系を同定した場合と比較して、本実施形態に係る第１算出部５４及び第２算出部５５によって一次遅れ系を同定した場合には、フィードバック制御における制御精度が大幅に向上した。
［７．同定装置の処理］
図８及び図９の各々は、同定装置として機能する制御回路ユニット５０の処理の一例を示すフローチャートである。
次に、ステップＳ１０１において、第１算出部５４は、伸び計測値ｅから伸び計測値速度ｖｅを算出する。
図８及び図９の各々は、同定装置として機能する制御回路ユニット５０の処理の一例を示すフローチャートである。
次に、ステップＳ１０１において、第１算出部５４は、伸び計測値ｅから伸び計測値速度ｖｅを算出する。
そして、ステップＳ１０３において、第１算出部５４は、伸び速度目標値ｖｅｔを取得する。
次に、ステップＳ１０５において、第１算出部５４は、式（２）を用いて、遅延時間ＴＳを算出する。
次に、ステップＳ１０７において、第２フィルタ処理部５６は、遅延時間ＴＳをフィルタＦＬによってフィルタリングする。ステップＳ１０９で実行されるフィルタ処理については、図９を参照して詳細に説明する。
次に、ステップＳ１０５において、第１算出部５４は、式（２）を用いて、遅延時間ＴＳを算出する。
次に、ステップＳ１０７において、第２フィルタ処理部５６は、遅延時間ＴＳをフィルタＦＬによってフィルタリングする。ステップＳ１０９で実行されるフィルタ処理については、図９を参照して詳細に説明する。
次に、ステップＳ１０９において、第２算出部５５は、式（４）を用いて、一次遅れ系を規定する係数Ａ１の値を算出する。
次に、ステップＳ１１１において、第２算出部５５は、式（５）を用いて、一次遅れ系を規定する係数Ｂ１の値を算出する。また、フィードバック制御部５２は、ステップＳ１０９において算出された係数Ａ１の値，及びステップＳ１１３において算出された係数Ｂ１の値を用いて、フィードバック制御におけるゲインを決定し、フィードバック制御を実行する。
次に、ステップＳ１１３において、制御回路ユニット５０は、引張試験機１による引張試験が終了したか否かを判定する。
引張試験機１による引張試験が終了していないと制御回路ユニット５０が判定した場合（ステップＳ１１３；ＮＯ）には、処理がステップＳ１０１に戻る。引張試験機１による引張試験が終了したと制御回路ユニット５０が判定した場合（ステップＳ１１３；ＹＥＳ）には、処理が終了する。
次に、ステップＳ１１１において、第２算出部５５は、式（５）を用いて、一次遅れ系を規定する係数Ｂ１の値を算出する。また、フィードバック制御部５２は、ステップＳ１０９において算出された係数Ａ１の値，及びステップＳ１１３において算出された係数Ｂ１の値を用いて、フィードバック制御におけるゲインを決定し、フィードバック制御を実行する。
次に、ステップＳ１１３において、制御回路ユニット５０は、引張試験機１による引張試験が終了したか否かを判定する。
引張試験機１による引張試験が終了していないと制御回路ユニット５０が判定した場合（ステップＳ１１３；ＮＯ）には、処理がステップＳ１０１に戻る。引張試験機１による引張試験が終了したと制御回路ユニット５０が判定した場合（ステップＳ１１３；ＹＥＳ）には、処理が終了する。
図９は、同定装置として機能する制御回路ユニット５０のフィルタ処理の一例を示すフローチャートである。フィルタ処理は、図８のステップＳ１０９で実行される。
まず、ステップＳ２０１において、第２フィルタ処理部５６は、係数Ａ１の値を取得する。
次に、ステップＳ２０３において、第２フィルタ処理部５６は、係数Ｂ１の値を取得する。
次に、ステップＳ２０５において、第２フィルタ処理部５６は、係数Ａ１の値、及び係数Ｂ１の値を用いて、式（７）に示す事前推定値を更新する。
次に、ステップＳ２０７において、第２フィルタ処理部５６は、式（８）に示す事前誤差共分散を更新する。その後処理が、図８のステップＳ１１３に戻る。
まず、ステップＳ２０１において、第２フィルタ処理部５６は、係数Ａ１の値を取得する。
次に、ステップＳ２０３において、第２フィルタ処理部５６は、係数Ｂ１の値を取得する。
次に、ステップＳ２０５において、第２フィルタ処理部５６は、係数Ａ１の値、及び係数Ｂ１の値を用いて、式（７）に示す事前推定値を更新する。
次に、ステップＳ２０７において、第２フィルタ処理部５６は、式（８）に示す事前誤差共分散を更新する。その後処理が、図８のステップＳ１１３に戻る。
図８のステップＳ１０５は、「第１算出ステップ」の一例に対応する。図８のステップＳ１１１及びステップＳ１１１は、「第２算出ステップ」の一例に対応する。
［８．同定装置の効果］
本実施形態に係る同定装置として機能する制御回路ユニット５０は、試験対象ＴＰに試験力を付与し、試験対象ＴＰを変形させて材料試験を行う材料試験機１の特性を一次遅れ系として同定する。また、制御回路ユニット５０は、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間ＴＳを算出する第１算出部５４と、遅延時間ＴＳに基づいて一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出部５５と、を備える。
また、試験対象ＴＰに試験力を付与し、試験対象ＴＰを変形させて材料試験を行う材料試験機１は、同定装置として機能する制御回路ユニット５０を備える。
また、制御回路ユニット５０の制御方法は、試験対象ＴＰに試験力を付与し、試験対象ＴＰを変形させて材料試験を行う材料試験機１の特性を一次遅れ系として同定する。また、制御回路ユニット５０の制御方法は、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間ＴＳを算出する第１算出ステップ、及び遅延時間ＴＳに基づいて一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出ステップ、を含む。
また、同定装置として機能する制御回路ユニット５０の制御プログラムは、試験対象ＴＰに試験力を付与し、試験対象ＴＰを変形させて材料試験を行う材料試験機１の特性を、コンピュータを用いて、一次遅れ系として同定する制御回路ユニット５０の制御プログラムである。制御プログラムは、コンピュータを、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間ＴＳを算出する第１算出部５４、及び遅延時間ＴＳに基づいて一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出部５５、として機能させる。
よって、制御回路ユニット５０、材料試験機１、制御回路ユニット５０の制御方法、及び制御回路ユニット５０の制御プログラムは、材料試験機１において材料試験を実行中に、材料試験機１の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機１の同定精度を向上できる。
本実施形態に係る同定装置として機能する制御回路ユニット５０は、試験対象ＴＰに試験力を付与し、試験対象ＴＰを変形させて材料試験を行う材料試験機１の特性を一次遅れ系として同定する。また、制御回路ユニット５０は、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間ＴＳを算出する第１算出部５４と、遅延時間ＴＳに基づいて一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出部５５と、を備える。
また、試験対象ＴＰに試験力を付与し、試験対象ＴＰを変形させて材料試験を行う材料試験機１は、同定装置として機能する制御回路ユニット５０を備える。
また、制御回路ユニット５０の制御方法は、試験対象ＴＰに試験力を付与し、試験対象ＴＰを変形させて材料試験を行う材料試験機１の特性を一次遅れ系として同定する。また、制御回路ユニット５０の制御方法は、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間ＴＳを算出する第１算出ステップ、及び遅延時間ＴＳに基づいて一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出ステップ、を含む。
また、同定装置として機能する制御回路ユニット５０の制御プログラムは、試験対象ＴＰに試験力を付与し、試験対象ＴＰを変形させて材料試験を行う材料試験機１の特性を、コンピュータを用いて、一次遅れ系として同定する制御回路ユニット５０の制御プログラムである。制御プログラムは、コンピュータを、目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間ＴＳを算出する第１算出部５４、及び遅延時間ＴＳに基づいて一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出部５５、として機能させる。
よって、制御回路ユニット５０、材料試験機１、制御回路ユニット５０の制御方法、及び制御回路ユニット５０の制御プログラムは、材料試験機１において材料試験を実行中に、材料試験機１の特性を示す一次遅れ系を規定する係数を算出できる。したがって、材料試験機１の同定精度を向上できる。
また、一次遅れ系は、次の式（Ａ）で規定され、第２算出部５５は、式（Ａ）に含まれる係数Ａ１及び係数Ｂ１の値を算出する。
Ｇ（Ｚ）＝Ｂ１×Ｚ−１／（１＋Ａ１×Ｚ−１） （Ａ）
したがって、係数Ａ１及び係数Ｂ１の値が第２算出部５５によって算出されるため、一次遅れ系を規定できる。
Ｇ（Ｚ）＝Ｂ１×Ｚ−１／（１＋Ａ１×Ｚ−１） （Ａ）
したがって、係数Ａ１及び係数Ｂ１の値が第２算出部５５によって算出されるため、一次遅れ系を規定できる。
また、材料試験機１が位置制御を実行する場合には、位置目標値と位置計測値との差が一定値である期間において、第１算出部５４は、遅延時間ＴＳを次の式（Ｂ）で算出する。
（遅延時間）＝（位置目標値−位置計測値）／目標速度 （Ｂ）
したがって、材料試験機１が位置制御を実行する場合に、材料試験機１において材料試験を実行中に、簡素な構成で、遅延時間ＴＳを算出できる。
（遅延時間）＝（位置目標値−位置計測値）／目標速度 （Ｂ）
したがって、材料試験機１が位置制御を実行する場合に、材料試験機１において材料試験を実行中に、簡素な構成で、遅延時間ＴＳを算出できる。
また、材料試験機１が速度制御を実行する場合には、計測値速度が一定値である期間において、第１算出部５４は、遅延時間ＴＳを次の式（Ｃ）で算出する。
（遅延時間）＝∫（速度目標値−計測値速度）ｄｔ／目標速度 （Ｃ）
したがって、材料試験機１が速度制御を実行する場合に、材料試験機１において材料試験を実行中に、簡素な構成で、遅延時間ＴＳを算出できる。
（遅延時間）＝∫（速度目標値−計測値速度）ｄｔ／目標速度 （Ｃ）
したがって、材料試験機１が速度制御を実行する場合に、材料試験機１において材料試験を実行中に、簡素な構成で、遅延時間ＴＳを算出できる。
また、第２算出部５５は、次の式（Ｄ）で係数Ａ１の値を算出する。
Ａ１＝−ＥＸＰ（−ｄＴ／（遅延時間）） （Ｄ）
ただし、ｄＴは、制御サンプリング時間を示す。
したがって、材料試験機１において材料試験を実行中に、簡素な構成で、一次遅れ系を規定する係数Ａ１の値を算出できる。
Ａ１＝−ＥＸＰ（−ｄＴ／（遅延時間）） （Ｄ）
ただし、ｄＴは、制御サンプリング時間を示す。
したがって、材料試験機１において材料試験を実行中に、簡素な構成で、一次遅れ系を規定する係数Ａ１の値を算出できる。
また、第２算出部５５は、次の式（Ｅ）で係数Ｂ１の値を算出する。
Ｂ１＝１−Ａ１ （Ｅ）
したがって、材料試験機１において材料試験を実行中に、簡素な構成で、一次遅れ系を規定する係数Ｂ１の値を算出できる。
Ｂ１＝１−Ａ１ （Ｅ）
したがって、材料試験機１において材料試験を実行中に、簡素な構成で、一次遅れ系を規定する係数Ｂ１の値を算出できる。
また、第２算出部５５は、遅延時間ＴＳをフィルタＦＬによってフィルタリング処理し、フィルタリング処理後の遅延時間ＴＳに基づいて一次遅れ系を規定する係数を算出する。
したがって、一次遅れ系を規定する係数を正確に算出できる。
したがって、一次遅れ系を規定する係数を正確に算出できる。
また、フィルタＦＬは、カルマンフィルタＦＬＫであって、カルマンフィルタＦＬＫにおける予測ステップの事前誤差推定値、及び事前誤差共分散の各々を、係数Ａ１の値及び係数Ｂ１の値を用いて更新する。
したがって、一次遅れ系を規定する係数Ａ１の値及び係数Ｂ１を正確に算出できる。
したがって、一次遅れ系を規定する係数Ａ１の値及び係数Ｂ１を正確に算出できる。
［９．その他の実施形態］
本実施形態では、制御回路ユニット５０が同定装置として機能する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。同定装置は、コンピュータを備えればよい。例えば、パーソナルコンピュータが、同定装置として機能してもよいし、タブレット端末が同定装置として機能してもよい。
本実施形態では、制御回路ユニット５０が同定装置として機能する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。同定装置は、コンピュータを備えればよい。例えば、パーソナルコンピュータが、同定装置として機能してもよいし、タブレット端末が同定装置として機能してもよい。
また、本実施形態では、目標値が伸び速度目標値ｖｅｔであり、制御対象の計測値が伸び計測値速度ｖｅである場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、目標値が伸び目標値ｅｔであり、制御対象の計測値が伸び計測値ｅでもよい。また、例えば、目標値が変位目標値ｘｔであり、制御対象の計測値が変位計測値ｘでもよいし、目標値が変位速度目標値ｖｔであり、制御対象の計測値が変位計測値速度ｖでもよい。
また、本実施形態では、材料試験機１が位置制御を実行するときに、位置目標値が伸び目標値ｅｔであり、位置計測値が伸び計測値ｅである場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。位置目標値が変位目標値ｘｔでありであり、位置計測値が変位計測値ｘでもよい。
また、本実施形態では、材料試験機１が速度制御を実行するときに、速度目標値が、伸び速度目標値ｖｅｔであり、計測値速度が伸び計測値速度ｖｅである場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、速度目標値が、変位速度目標値ｖｔであり、計測値速度が変位計測値速度ｖでもよい。
また、本実施形態では、フィルタＦＬがカルマンフィルタＦＬＫである場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。フィルタＦＬがローパスフィルタでもよい。この場合には、処理が簡素化される。
なお、本実施形態に係る制御回路ユニット５０は、あくまでも本発明に係る同定装置の態様の例示であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲において任意に変形および応用が可能である。
１ 引張試験機
２ 引張試験機本体
４ 制御ユニット
１０ クロスヘッド
１４ ロードセル
１５ 変位センサ
１８ サーボモータ
２０ ロータリエンコーダ
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
３０ 制御装置
３２ 表示装置
３４ 引張試験プログラム実行装置
４０ 信号入出力ユニット
４２ 第１センサアンプ
４３ カウンタ回路
４４ サーボアンプ
４５ 第２センサアンプ
５０ 制御回路ユニット
５１ 通信部
５２ フィードバック制御部
５３ 第１フィルタ処理部
５４ 第１算出部
５５ 第２算出部
５６ 第２フィルタ処理部
Ａ１、Ｂ１ 係数
ｄｘ 指令値
ｄＴ 制御サンプリング時間
ｅ 伸び計測値
ｅｔ 伸び目標値
ｆ 試験力計測値
ｆｔ 試験力目標値
ＦＬ フィルタ
ＦＬ
ＦＡ 固有振動数
ＦＴ 試験力
ＳＧ１ 試験力測定信号
ＳＧ２ 回転測定信号
ＳＧ３ 伸び測定信号
ＴＰ 試験対象
ＴＳ 遅延時間
ｖ 変位計測値速度
ｖｅ 伸び計測値速度
ｖｅｔ 伸び速度目標値
Δｅ 伸び偏差
Δｖｅ 伸び速度偏差
ｖf 試験力計測値速度
ｖfｔ 試験力速度目標値
ｖｔ 変位速度目標値
ｘ 変位計測値
ｘｔ 変位目標値
２ 引張試験機本体
４ 制御ユニット
１０ クロスヘッド
１４ ロードセル
１５ 変位センサ
１８ サーボモータ
２０ ロータリエンコーダ
２１ 上つかみ具
２２ 下つかみ具
３０ 制御装置
３２ 表示装置
３４ 引張試験プログラム実行装置
４０ 信号入出力ユニット
４２ 第１センサアンプ
４３ カウンタ回路
４４ サーボアンプ
４５ 第２センサアンプ
５０ 制御回路ユニット
５１ 通信部
５２ フィードバック制御部
５３ 第１フィルタ処理部
５４ 第１算出部
５５ 第２算出部
５６ 第２フィルタ処理部
Ａ１、Ｂ１ 係数
ｄｘ 指令値
ｄＴ 制御サンプリング時間
ｅ 伸び計測値
ｅｔ 伸び目標値
ｆ 試験力計測値
ｆｔ 試験力目標値
ＦＬ フィルタ
ＦＬ
ＦＡ 固有振動数
ＦＴ 試験力
ＳＧ１ 試験力測定信号
ＳＧ２ 回転測定信号
ＳＧ３ 伸び測定信号
ＴＰ 試験対象
ＴＳ 遅延時間
ｖ 変位計測値速度
ｖｅ 伸び計測値速度
ｖｅｔ 伸び速度目標値
Δｅ 伸び偏差
Δｖｅ 伸び速度偏差
ｖf 試験力計測値速度
ｖfｔ 試験力速度目標値
ｖｔ 変位速度目標値
ｘ 変位計測値
ｘｔ 変位目標値
Claims (11)
- 試験対象に試験力を付与し、前記試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機の特性を一次遅れ系として同定する同定装置であって、
目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間を算出する第１算出部と、
前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出部と、
を備える、同定装置。 - 前記一次遅れ系は、次の式（Ａ）で規定され、
前記第２算出部は、前記式（Ａ）に含まれる係数Ａ１及び係数Ｂ１の値を算出する、
請求項１に記載の同定装置。
Ｇ（Ｚ）＝Ｂ１×Ｚ−１／（１＋Ａ１×Ｚ−１） （Ａ）
ただし、Ｚは、Ｚ変換における変数を示す。 - 前記材料試験機が位置制御を実行する場合には、位置目標値と位置計測値を用いて、前記第１算出部は、前記遅延時間を次の式（Ｂ）で算出する、
請求項２に記載の同定装置。
（遅延時間）＝（位置目標値−位置計測値）／目標速度 （Ｂ） - 前記材料試験機が速度制御を実行する場合には、計測値速度を用いて、前記第１算出部は、遅延時間を次の式（Ｃ）で算出する、
請求項２に記載の同定装置。
（遅延時間）＝∫（速度目標値−計測値速度）ｄｔ／目標速度 （Ｃ） - 前記第２算出部は、次の式（Ｄ）で係数Ａ１の値を算出する、
請求項２から４のいずれか１項に記載の同定装置。
Ａ１＝−ＥＸＰ（−ｄＴ／（遅延時間）） （Ｄ）
ただし、ｄＴは、制御サンプリング時間を示す。 - 前記第２算出部は、次の式（Ｅ）で係数Ｂ１の値を算出する、
請求項５に記載の同定装置。
Ｂ１＝１−Ａ１ （Ｅ） - 前記第２算出部は、前記遅延時間をフィルタによってフィルタリング処理し、フィルタリング処理後の前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数を算出する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の同定装置。 - 前記フィルタは、カルマンフィルタであって、
前記カルマンフィルタにおける予測ステップの事前誤差推定値、及び事前誤差共分散の各々を、前記係数Ａ１の値及び前記係数Ｂ１の値を用いて更新する、
請求項７に記載の同定装置。 - 試験対象に試験力を付与し、前記試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機であって、
請求項１から８のいずれか１項に記載の同定装置を備える、材料試験機。 - 試験対象に試験力を付与し、前記試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機の特性を一次遅れ系として同定する同定装置の制御方法であって、
目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間を算出する第１算出ステップ、及び
前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出ステップ、を含む、同定装置の制御方法。 - 試験対象に試験力を付与し、前記試験対象を変形させて材料試験を行う材料試験機の特性を、コンピュータを用いて、一次遅れ系として同定する同定装置の制御プログラムであって、
前記コンピュータを、
目標値に対して制御対象の計測値が遅れている時間を示す遅延時間を算出する第１算出部、及び
前記遅延時間に基づいて前記一次遅れ系を規定する係数を算出する第２算出部、
として機能させる、制御プログラム。
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|---|---|---|---|
| JP2019061719A JP7234736B2 (ja) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 同定装置、材料試験機、同定装置の制御方法、及び制御プログラム |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019061719A JP7234736B2 (ja) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | 同定装置、材料試験機、同定装置の制御方法、及び制御プログラム |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59117603A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-07 | Toshiba Corp | Ｐｉ制御装置 |
| JP2000148250A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-26 | Hitachi Via Mechanics Ltd | サーボ制御装置 |
| JP2003106967A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Shimadzu Corp | 油圧−サーボ式材料試験機 |
| JP2003106966A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Shimadzu Corp | 油圧サーボ式材料試験機 |
| CN108628288A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-10-09 | 东华大学 | 一种用于一阶时滞组合积分控制系统的性能评价方法 |
-
2019
- 2019-03-27 JP JP2019061719A patent/JP7234736B2/ja active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59117603A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-07 | Toshiba Corp | Ｐｉ制御装置 |
| JP2000148250A (ja) * | 1998-11-06 | 2000-05-26 | Hitachi Via Mechanics Ltd | サーボ制御装置 |
| JP2003106967A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Shimadzu Corp | 油圧−サーボ式材料試験機 |
| JP2003106966A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Shimadzu Corp | 油圧サーボ式材料試験機 |
| US20030084730A1 (en) * | 2001-09-28 | 2003-05-08 | Shimadzu Corporation | Hydraulic servo-type material testing apparatus |
| CN108628288A (zh) * | 2018-04-28 | 2018-10-09 | 东华大学 | 一种用于一阶时滞组合积分控制系统的性能评价方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| GUILLERMO J. SILVA: "Stabilization of First-order Systems with Time Delay using the PID controller", PROCEEDINGS OF THE AMERICAN CONTROL CONFERENCE, ACC 2001, ARLINGTON, VA, USA, IEEE, JPN6022018958, June 2001 (2001-06-01), US, pages 4650 - 4655, ISSN: 0004887130 * |
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|---|---|
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