JP3337392B2 - Vibration motion generator - Google Patents

Vibration motion generator

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JP3337392B2
JP3337392B2 JP06122797A JP6122797A JP3337392B2 JP 3337392 B2 JP3337392 B2 JP 3337392B2 JP 06122797 A JP06122797 A JP 06122797A JP 6122797 A JP6122797 A JP 6122797A JP 3337392 B2 JP3337392 B2 JP 3337392B2
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signal
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making
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勉 野原
正己 松浦
雅文 梅田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば造波装置等
における振動動作を発生させるための振動動作発生装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration operation generating device for generating a vibration operation in, for example, a wave making device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば水槽等において造波試験を
行なう場合、造波装置を用いて水槽内に波を発生させて
いる。上記造波装置は、造波板の下部を水面に位置させ
て回動可能に設け、該造波板の上部を駆動装置に連結し
て振動させることにより、波が発生する構造となってい
る。そして、上記造波装置を駆動する従来の制御装置
は、一般的に図5に示すように構成されている。図5に
おいて、101は計算機、102はそのメモリであり、
上記計算機101には複数のアナログ出力装置103が
接続される。これらのアナログ出力装置103には、そ
れぞれ増幅装置104が接続され、更にこれらの各増幅
装置104にそれぞれ複数の駆動装置105が接続され
る。上記各増幅装置104は、各駆動装置105に対応
する複数の増幅器により構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, when a wave making test is performed in a water tank or the like, a wave is generated in the water tank using a wave making device. The wave-making device has a structure in which a lower portion of the wave-making plate is rotatably provided by positioning the lower portion of the wave-making plate on the water surface, and the upper portion of the wave-making plate is connected to a driving device and vibrated to generate waves. . A conventional control device for driving the wave-making device is generally configured as shown in FIG. In FIG. 5, 101 is a computer, 102 is its memory,
A plurality of analog output devices 103 are connected to the computer 101. An amplifier 104 is connected to each of the analog output devices 103, and a plurality of driving devices 105 are connected to each of the amplifiers 104. Each of the amplifying devices 104 includes a plurality of amplifiers corresponding to each of the driving devices 105.

【0003】上記従来の造波装置の制御装置は、所望の
波を発生させるための造波信号を計算機101又は全く
別の計算機で予め計算して求めておき、メモリ102に
保存しておく。この保存された造波信号は、一定時間毎
に定周期でアナログ出力装置103に送られる。ここ
で、駆動装置105を動作させるアナログ信号に変換さ
れ、増幅器104を介して駆動装置105を動作させる
だけのパワーに増幅される。結果的に複数の駆動装置1
05は、所望の造波信号に基づき、各々独立に動作する
ことになる。駆動装置105に取り付けられた造波板に
より、例えば水槽の水を移動させて波を発生させること
ができる。
[0003] The control device of the above-mentioned conventional wave-making apparatus previously calculates and obtains a wave-making signal for generating a desired wave by the computer 101 or a completely different computer, and stores it in the memory 102. The stored wave signal is sent to the analog output device 103 at regular intervals at regular intervals. Here, the signal is converted into an analog signal for operating the driving device 105, and is amplified via the amplifier 104 to a power enough to operate the driving device 105. As a result, a plurality of driving devices 1
05 operate independently based on a desired wave-forming signal. With the wave-making plate attached to the driving device 105, for example, water in a water tank can be moved to generate a wave.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】造波装置にて、水槽に
所望のスペクトルを持つ不規則波を発生させる場合、造
波装置の造波板は、所望のスペクトルを持つ不規則波か
ら計算される不規則波信号を構成する低い周波数の成分
波は、高い周波数の成分波より早く水面を伝搬してしま
う。このため、造波板自身の運動は所望のスペクトルに
なっているが、被試験体を設置した計測点では、低い周
波数成分の波から到達してしまい、造波開始後しばらく
は所望のスペクトルになっていないばかりか、被試験体
は最初に達した低い周波数成分のみの応答となるため、
所望のスペクトルになってからも、この応答が試験デー
タに悪影響を及ぼすことになる。
When an irregular wave having a desired spectrum is generated in a water tank by a wave making device, a wave plate of the wave making device is calculated from the irregular wave having a desired spectrum. A low-frequency component wave constituting an irregular wave signal propagates on the water surface faster than a high-frequency component wave. For this reason, the motion of the wave plate itself has a desired spectrum, but at the measurement point where the device under test is installed, the wave arrives from a low frequency component wave, and for a while after the start of wave making, the desired spectrum is obtained. Not only that, but the DUT only responds to the low frequency components that it reaches first,
Even after the desired spectrum is obtained, this response will adversely affect the test data.

【0005】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、被試験体を設置した計測点に波が到達する
時には不規則波としての所望のスペクトルを持つよう
に、不規則波を構成する複数の規則波を構成する複数の
規則波の発生時刻を実時間で制御し、造波指令信号を発
生し得る振動動作発生装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem. When a wave arrives at a measurement point where a device under test is installed, the irregular wave is formed so as to have a desired spectrum as an irregular wave. It is an object of the present invention to provide a vibration operation generating device capable of controlling a generation time of a plurality of regular waves constituting a plurality of regular waves to generate in real time and generating a wave command signal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る振動動作発
生装置は、所望の振動動作を得るための予備計算を行な
う計算機と、振動対象を動作させる複数の駆動装置と、
前記予備計算にて得られたパラメータを基に実時間で非
定常及び定常状態の動作指令値を計算し、同指令値に従
って前記駆動装置を滑らかに制御する複数の運動制御装
置と、一定時間毎に定周期で同期信号を発生し、デジタ
ル出力装置を経由して前記各運動制御装置に出力し、こ
れら複数の運動制御装置の同期をとるシステム制御装置
と、前記計算機、運動制御装置及びシステム制御装置を
結ぶネットワーク伝送路とを具備し、前記運動制御装置
は、前記計算機から送られてくるパラメータに従い造波
指令信号を実時間で計算し、この造波指令信号と関数発
生装置で発生させた関数との演算により実際の造波信号
指令値を出力する指令値演算装置と、この指令値演算装
置から出力される造波信号指令値と前記振動対象の位置
信号とを比較し、造波信号指令値と振動対象の位置信号
との差が零になるように制御する制御信号を出力する制
御演算装置と、この制御演算装置から出力される制御信
号を前記システム制御装置からの同期信号に同期して前
記駆動装置に出力する出力装置とからなることを特徴と
する。
A vibration operation generating apparatus according to the present invention includes a computer for performing a preliminary calculation for obtaining a desired vibration operation, a plurality of driving devices for operating a vibration object, and
A plurality of motion control devices that calculate unsteady and steady state operation command values in real time based on the parameters obtained in the preliminary calculation, and smoothly control the driving device according to the command values; A system control device that generates a synchronization signal at a constant period, outputs the synchronization signal to each of the motion control devices via a digital output device, and synchronizes the plurality of motion control devices; and the computer, the motion control device, and the system control. A network transmission line connecting the devices, the motion control device calculates a wave-making command signal in real time according to parameters sent from the computer, and generates the wave-making command signal and a function generator. A command value calculation device that outputs an actual wave-making signal command value by calculation with a function, and a wave-making signal command value output from the command value calculation device is compared with the position signal of the vibration target, A control operation device that outputs a control signal for controlling a difference between the wave signal command value and the position signal of the vibration target to be zero, and a control signal output from the control operation device is a synchronization signal from the system control device. And an output device for outputting to the driving device in synchronization with the driving device.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図1は、本発明を造波装置の制御
装置に実施した場合の構成例を示すブロック図である。
図1において、1は予備計算用の計算機で、どんな造波
を行なうかに従って予備計算を行ない、その結果得られ
たパラメータをネットワーク伝送路7を経由してシステ
ム制御装置2及び複数の運動制御装置3に送出する。ネ
ットワーク伝送路7は、終端抵抗器6によりターミネー
ションされている。上記運動制御装置3には、それぞれ
増幅装置4が接続され、更にこれらの各増幅装置4にそ
れぞれ複数の駆動装置5が接続される。これらの複数の
駆動装置5によりそれぞれ造波板が駆動される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example when the present invention is applied to a control device of a wave making device.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a computer for a preliminary calculation, which performs a preliminary calculation according to what kind of wave-making is to be performed, and transmits a parameter obtained as a result via a network transmission line 7 to a system controller 2 and a plurality of motion controllers. 3 The network transmission path 7 is terminated by a terminating resistor 6. An amplification device 4 is connected to each of the motion control devices 3, and a plurality of driving devices 5 are connected to each of the amplification devices 4. Each of the plurality of driving devices 5 drives the wave-making plate.

【0008】上記システム制御装置2は、図2に示すよ
うにネットワーク接続装置21、演算装置22及びデジ
タル出力装置23からなっている。システム制御装置2
は、計算機1からネットワーク伝送路7を介して送られ
てくるパラメータを演算装置22及びデジタル出力装置
23に出力する。また、演算装置22は、一定時間毎に
定周期で同期信号を発生し、デジタル出力装置23を経
由して各運動制御装置3へ出力し、複数の運動制御装置
3を同期して動作させる。
[0010] The system control device 2 comprises a network connection device 21, an operation device 22 and a digital output device 23 as shown in FIG. System control unit 2
Outputs the parameters sent from the computer 1 via the network transmission path 7 to the arithmetic unit 22 and the digital output unit 23. Further, the arithmetic unit 22 generates a synchronization signal at regular intervals at regular intervals, outputs the synchronization signal to each of the motion control devices 3 via the digital output device 23, and operates the plurality of motion control devices 3 in synchronization.

【0009】上記運動制御装置3は、図3に示すように
ネットワーク接続装置31、制御演算装置32、指令値
演算装置33、関数発生装置34、タイマ35、造波板
の位置を読み取る計数装置36、アナログ出力装置3
7、デジタル入力装置38からなっている。運動制御装
置3は、計算機1からネットワーク伝送路7を介して送
られてくるパラメータをネットワーク接続装置31が受
信し、指令値演算装置33に入力する。この指令値演算
装置33は、計算機1の予備計算によって得られたパラ
メータに従い、造波信号指令値を実時間で計算する。そ
の計算された値は、関数発生装置34からの出力と掛け
合わされ、実際の造波信号指令値となり、制御演算装置
32に送られる。タイマ35は、指令値演算装置33が
造波信号指令値を計算する時、過渡状態即ち、周波数成
分を一つ一つ足し込んでいく時の足し込みのタイミング
を決定するものである。上記造波信号指令値は、造波板
の位置の指令値を示している。
As shown in FIG. 3, the motion control device 3 includes a network connection device 31, a control calculation device 32, a command value calculation device 33, a function generation device 34, a timer 35, and a counting device 36 for reading the position of the wave plate. , Analog output device 3
7. It consists of a digital input device 38. In the motion control device 3, the parameters transmitted from the computer 1 via the network transmission path 7 are received by the network connection device 31 and input to the command value calculation device 33. The command value calculation device 33 calculates the wave signal command value in real time according to the parameters obtained by the preliminary calculation of the computer 1. The calculated value is multiplied by the output from the function generator 34 to provide an actual wave signal command value, which is sent to the control arithmetic unit 32. The timer 35 determines a transient state, that is, a timing of addition when adding the frequency components one by one when the command value calculation device 33 calculates the wave signal instruction value. The wave making signal command value indicates a command value of the position of the wave making plate.

【0010】上記制御演算装置32は、指令値演算装置
33から入力される造波信号指令値と、計数装置36に
より読み取った造波板の位置信号とを比較して、「造波
信号指令値−造波板の位置信号」が零となるように制御
するデジタル信号をアナログ出力装置37に送る。この
アナログ出力装置37は、受け取ったデジタル信号をア
ナログ信号に変換して増幅装置4へ出力する。この増幅
装置4へ出力するタイミングは、システム制御装置2の
演算装置22が一定時間毎に定周期で同期信号を出し、
デジタル出力装置23を経由して運動制御装置3のデジ
タル入力装置38に入力されることによりなされる。
The control arithmetic unit 32 compares the wave signal command value input from the command value arithmetic unit 33 with the position signal of the wave plate read by the counter 36, and compares the wave signal signal value with the wave signal signal value. A digital signal for controlling the “wave plate position signal” to be zero is sent to the analog output device 37. The analog output device 37 converts the received digital signal into an analog signal and outputs the analog signal to the amplifier 4. The timing for outputting to the amplifying device 4 is such that the arithmetic unit 22 of the system control device 2 outputs a synchronization signal at regular intervals at regular intervals,
This is performed by being input to the digital input device 38 of the exercise control device 3 via the digital output device 23.

【0011】上記アナログ出力装置37から出力された
アナログ信号は、増幅装置4へ送られて増幅される。こ
の増幅装置4は、図4に示すように各駆動装置5に対応
して設けられる複数の増幅器41からなり、上記アナロ
グ出力装置37からの信号を増幅器41により駆動装置
5を駆動できる動力に増幅する。
The analog signal output from the analog output device 37 is sent to the amplifier 4 and amplified. As shown in FIG. 4, the amplifying device 4 includes a plurality of amplifiers 41 provided corresponding to the respective driving devices 5, and amplifies the signal from the analog output device 37 into power capable of driving the driving device 5 by the amplifier 41. I do.

【0012】次に上記計算機1で実施する予備計算と運
動制御装置3の指令値演算装置33、関数発生装置34
及びタイマ35が実行する実時間計算の内容を多方向不
規則波を造波する場合を例にとって説明する。
Next, a preliminary calculation performed by the computer 1 and a command value calculation device 33 of the motion control device 3 and a function generation device 34
The contents of the real-time calculation executed by the timer 35 will be described by taking as an example a case where a multidirectional irregular wave is generated.

【0013】駆動装置5に取り付けられるi番目の造波
板のタイムステップ(デジタル信号を連続的に処理する
ための時間間隔で、波の周期とは無関係に設定される)
jの造波信号指令値ηijは、
The time step of the i-th wave plate attached to the driving device 5 (a time interval for continuously processing digital signals, which is set independently of the wave cycle)
j is the wave-forming signal command value η ij

【0014】[0014]

【数1】 で表される。ここに、 n :不規則波の周波数成分の番号、周波数の低い方か
ら付番 m :不規則波の方向成分の番号 N :不規則波の周波数成分数 M :不規則波の方向成分数 anm:n番目の周波数成分、m番目の方向成分の振幅 Fn :n番目の周波数成分の造波特性関数 π :円周率 fn :n番目の周波数 Δt:制御周期 kn :n番目の周波数成分の波数 b :造波板の幅 θm :m番目の方向角 εnm:n番目の周波数成分、m番目の方向成分の乱数 である。まず、jが十分大きい時の定常状態の実時間造
波アルゴリズムを述べる。
(Equation 1) It is represented by Here, n: number of the frequency component of the irregular wave, numbered from the lowest frequency m: number of the direction component of the irregular wave N: number of frequency components of the irregular wave M: number of direction components of the irregular wave a nm: n-th frequency component, the amplitude of the m-th direction component F n: n-th wave characteristic function of a frequency component [pi: pi f n: n-th frequency Delta] t: control period k n: n-th The wave number b of the frequency component of b: the width of the wave plate θ m : the m-th direction angle ε nm : the random number of the n-th frequency component and the m-th direction component. First, a steady-state real-time wave-making algorithm when j is sufficiently large will be described.

【0015】[0015]

【数2】 とおき、更に、 ψnij =ξni cos(j・2π・fn ・Δt) +ζni sin(j・2π・fn ・Δt) …(4) Φnij =ζni cos(j・2π・fn ・Δt) −ξni sin(j・2π・fn ・Δt) …(5) とすることにより、次の繰り返し計算式が得られる。(Equation 2) お きnij = ξ ni cos (j · 2π · f n · Δt) + ζ ni sin (j · 2π · f n · Δt) (4) Φ nij = ζ ni cos (j · 2π · f) n · Δt) −ξ ni sin (j · 2π · f n · Δt) (5), the following iterative calculation formula is obtained.

【0016】 ψni,j+1=αn ψnij +βn Φnij …(6) Φni,j+1=αn Φnij −βn ψnij …(7) 但し、αn =cos (2π・fn ・Δt) …(8) βn =sin (2π・fn ・Δt) …(9) である。結局、jが十分大きい時の定常状態の造波信号
指令値ηijは、
Ψ ni, j + 1 = α n ψ nij + β n Φ nij (6) Φ ni, j + 1 = α n Φ nij −β n ψ nij (7) where α n = cos (2π · F n · Δt) (8) β n = sin (2π · f n · Δt) (9) Eventually, when j is sufficiently large, the steady-state wave-making signal command value η ij is

【0017】[0017]

【数3】 で求められる。更に、タイムステップj+1造波信号指
令値ηi,j+1 は、
(Equation 3) Is required. Further, the time step j + 1 wave generation signal command value η i, j + 1 is

【0018】[0018]

【数4】 で表わされるが、(11)式右辺は、(6),(7)式
より、タイムステップjの計算結果を利用することによ
り求めることができる。
(Equation 4) Where the right side of equation (11) can be obtained from equations (6) and (7) by using the calculation result of time step j.

【0019】上記に述べた定常状態の実時間造波アルゴ
リズムのフローチャートを図8に示す。即ち、ステップ
A1は、上記(2)、(3)式による予備計算のステッ
プである。この予備計算を行なった後、「j=j」とし
(ステップA2)、実時間計算を行なう(ステップA
3)。この実時間計算は、上記(6)、(7)及び(1
0)式により行なう。上記実時間計算は、ステップA4
でjの値を「+1」しながら繰り返して実行する。上記
の処理によって定常状態の実時間造波信号指令値ηij
求める。
FIG. 8 shows a flowchart of the above-described steady-state real-time wave-making algorithm. That is, step A1 is a preliminary calculation step based on the above equations (2) and (3). After the preliminary calculation, "j = j" is set (step A2), and the real-time calculation is performed (step A).
3). This real time calculation is based on the above (6), (7) and (1)
This is performed according to equation (0). The real time calculation is performed in step A4.
Is repeated while the value of j is set to "+1". Through the above processing, the steady-state real-time wave signal command value η ij is obtained.

【0020】上記はあくまで定常状態のアルゴリズムで
あり、このアルゴリズムを造波開始時刻からそのまま働
かせていたのでは、本発明が解決しようとする課題を解
決するには至らない。そのため、以下に述べる過渡状態
のアルゴリズムを造波開始時に実行させる。
The above is an algorithm in a steady state, and if this algorithm is used as it is from the wavemaking start time, the problem to be solved by the present invention cannot be solved. Therefore, the algorithm in the transient state described below is executed at the start of wave making.

【0021】fn という不規則波の周波数成分が被試験
体を設置した計測点まで到達するのに必要とする時間
は、 t=4πdfn /gsin θ …(12) である。上式は、水の進行波の速度として群速度を取
り、深水域と仮定した群速度を取ることと深水域の仮定
は、一般に使われている耐航性能水槽で妥当なものであ
る。ここで、 g:重力加速度 d:図6に示す水槽51内の造波板52の前面から被試
験体を設置した計測点Aまでの直線距離 θ:多方向不規則波の進行する代表方向で図6に示すよ
うに角度を取る である。なお、図6は、水槽51内に設けられた造波板
52により発生する進行波53の取る角度θの概念図で
ある。
The time required for the frequency component of the irregular wave f n to reach the measurement point where the device under test is installed is t = 4πdf n / g sin θ (12). The above equation takes the group velocity as the velocity of the traveling wave of water, and takes the group velocity assuming that it is a deep water area, and the assumption of the deep water area is appropriate in a commonly used seaworthy tank. Here, g: gravitational acceleration d: linear distance from the front surface of the wave-making plate 52 in the water tank 51 shown in FIG. 6 to the measurement point A where the device under test is placed θ: representative direction in which the multidirectional irregular wave travels The angle is taken as shown in FIG. FIG. 6 is a conceptual diagram of the angle θ taken by the traveling wave 53 generated by the wave plate 52 provided in the water tank 51.

【0022】ここで、次の時間を定義する。 tN-i =tf,N −tf,i …(13) 即ち、一番高い周波数成分(N)が計測点まで到達する
時間からi番目の周波数成分が計測点到達する時間を引
いたその差をtN-i とする。
Here, the next time is defined. t Ni = t f, N −t f, i (13) That is, the difference between the time when the highest frequency component (N) reaches the measurement point minus the time when the i-th frequency component reaches the measurement point. Is t Ni .

【0023】基本的な考えは、各周波数成分の波が同時
に計測点に到達するように一番高い周波数成分から造波
を開始し、(13)式の時間差を掛けて低い周波数成分
を造波して高い周波数成分に足し込んでいくというもの
である。
The basic idea is to start the wave generation from the highest frequency component so that the waves of the respective frequency components reach the measurement point at the same time, and multiply the time difference of equation (13) to generate the low frequency component. And add it to the higher frequency components.

【0024】まず、造波開始後、即ち、j=1では、造
波信号指令値ηijとして、一番高い周波数成分(N)の
みを出力する。計算式は、 ψNij =αN ψNi,j-1+βn ΦNi,j-1 …(14) ΦNij =αN ΦNi,j-1+βn ψNi,j-1 …(15) η=ψNij,fade …(16) である。次の高い周波数成分(N−i)を足し込む時間
1 になるまで(14),(15),(16)式を繰り
返す。ここで、ffadeは図7に示す関数で、新しい周波
数成分を足し込む時に、出力がバンプする(飛び跳ね
る)のを防ぐ関数である。上記ffadeを掛けることによ
り、滑らかな造波信号指令値の変化とすることができ
る。そして、時間t1 になれば、次の高い周波数成分
(N−1)を足し込む。即ち、 ψnij =αn ψni,j-1+βn Φni,j-1,n=N−1,N …(17) Φnij =αn Φni,j-1+βn ψni,j-1,n=N−1,N …(18) ηij=ηij+ψN-1,ij.fade …(19) とする。
First, after the start of wave making, that is, when j = 1, only the highest frequency component (N) is output as the wave making signal command value η ij . The calculation formula is as follows : α Nij = α N ψ Ni, j-1 + β n Φ Ni, j-1 ... (14) Φ Nij = α N Φ Ni, j-1 + β n ψ Ni, j-1 ... (15) η = ψNij, f fade (16) Until the time t 1 Komu adding next higher frequency component (N-i) (14) , (15), repeating (16). Here, f fade is a function shown in FIG. 7, and is a function for preventing the output from bumping (jumping) when adding a new frequency component. By multiplying the above-mentioned f fade , it is possible to smoothly change the command value of the wave-making signal. Then, if the time t 1, Komu plus the next higher frequency component (N-1). That is, ψ nij = α n ψ ni, j-1 + β n Φ ni, j-1 , n = N-1, N... (17) Φ nij = α n Φ ni, j-1 + β n ψ ni, j- 1 , n = N-1, N (18) η ij = η ij + ψ N-1, ij.f fade (19)

【0025】以下、同様に、最も低い周波数成分まで足
し込んでいけばよい。その後は、定常状態のアルゴリズ
ム(6)、(7)、(8)式を実行すればよい。本アル
ゴリズムのフローチャートを図9に示す。
Hereinafter, similarly, it is sufficient to add up to the lowest frequency component. After that, the steady-state algorithms (6), (7), and (8) may be executed. FIG. 9 shows a flowchart of the present algorithm.

【0026】即ち、ステップB1で予備計算を行ない、
ステップB2以降で実時間計算を行なう。この実時間計
算では、ステップB2〜ステップB10の過渡状態の計
算とステップB11,B12の定常状態の計算とからな
っている。
That is, a preliminary calculation is performed in step B1,
Real-time calculation is performed after step B2. This real-time calculation includes calculation of the transient state in steps B2 to B10 and calculation of the steady state in steps B11 and B12.

【0027】上記ステップB1の予備計算を行なった
後、「nn=0」(ステップB2)、「ηij=0」(ス
テップB3)、「j=1」(ステップB4)の処理を行
なった後、(17)、(18)、(19)式の計算を行
なう(ステップB5)。
After performing the preliminary calculation in step B1, after performing the processes of "nn = 0" (step B2), "η ij = 0" (step B3), and "j = 1" (step B4) , (17), (18), and (19) are calculated (step B5).

【0028】その後、「tnn+1≧j・Δt」の判断処理
を行ない(ステップB6)、「tnn+1」が「j・Δt」
より小さければ、jの値を「+1」し(ステップB
7)、その後、ステップB5の処理を再実行する。ま
た、「tnn+1」が「j・Δt」以上であれば「j=j+
1」(ステップB8)、「nn=nn+1」(ステップ
B9)の処理を行ない、「nn」が「N−1」以上か否
かを判断する(ステップB10)。「nn」が「N−
1」より小さければ、ステップB5に戻る。
Thereafter, a determination process of “t nn + 1 ≧ j · Δt” is performed (step B 6), and “t nn + 1” is changed to “j · Δt”.
If smaller, the value of j is incremented by "+1" (step B
7) Then, the process of step B5 is executed again. If “t nn + 1” is equal to or larger than “j · Δt”, “j = j +
1 (step B8) and the process of "nn = nn + 1" (step B9) are performed, and it is determined whether "nn" is equal to or more than "N-1" (step B10). "Nn" becomes "N-
If it is smaller than "1", the process returns to step B5.

【0029】「nn」が「N−1」以上であれば、ステ
ップB11に示す(6)、(7)、(11)式による定
常状態の処理を実行する。このステップB11の処理
は、ステップB12で「j」の値を順次「+1」しなが
ら繰り返し実行する。
If "nn" is equal to or larger than "N-1", a steady state process is executed according to the equations (6), (7) and (11) shown in step B11. The process of step B11 is repeatedly performed while sequentially increasing the value of “j” by “+1” in step B12.

【0030】図10は、図6の水槽51として長さ16
0m、幅30m、深さ3.5mのものを使用し、幅30
mの側に設置された多分割造波装置によりISSC型ス
ペクトルで有義波高0.1m、有義周波数0.67se
cを造波し、造波板52より46.8mの所に計測点A
を設置した場合の取得データを示すものである。
FIG. 10 shows a water tank 51 of FIG.
0m, width 30m, depth 3.5m, width 30
m, a significant wave height of 0.1 m and a significant frequency of 0.67 sec in the ISSC type spectrum by the multi-segment wave generator installed on the m side.
c, and the measurement point A is set at 46.8 m from the wave plate 52.
5 shows the acquired data when the is installed.

【0031】図10は、従来の技術により造波させ、計
測点Aで取得した波高の時系列データを示す。この図1
0では、低周波成分の波が早く到達してしまっているの
が解る。
FIG. 10 shows time-series data of wave heights obtained at a measurement point A, which is made by a conventional technique. This figure 1
At 0, it can be seen that the wave of the low frequency component has arrived early.

【0032】図11は、本発明の装置により造波させた
場合の時系列データを示す。この図11では、約80s
ecの所で同時に波が到達しているのが解る。更に、ウ
エーブレット変換を用いてこれらのデータを時間・周波
数解析したものが図12と図13である。図12は図1
0に対応し、図13は図11に対応している。図12
は、低周波成分から到達してしまっている様子がよく解
る。一方、図13においては、最初から所望のスペクト
ルとなっているのが解る。
FIG. 11 shows time-series data when waves are created by the apparatus of the present invention. In this FIG.
It can be seen that the waves arrive at ec at the same time. FIG. 12 and FIG. 13 show time and frequency analyzes of these data using the wavelet transform. FIG. 12 shows FIG.
0, and FIG. 13 corresponds to FIG. FIG.
It can be clearly understood that it has reached from the low frequency component. On the other hand, in FIG. 13, it can be seen that the desired spectrum is obtained from the beginning.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、振
動対象に対する動作指令値の計算が予備計算と実時間計
算とに分離され、実時間演算は運動制御装置で実施さ
れ、予め決められた時間の造波信号を計算することな
く、振動対象を駆動する駆動装置の制御を行ないながら
動作指令値の計算を行なうことができる。
As described above in detail, according to the present invention, the calculation of the operation command value for the vibration object is separated into a preliminary calculation and a real-time calculation, and the real-time calculation is performed by the motion control device and determined in advance. The operation command value can be calculated while controlling the driving device that drives the vibration target without calculating the wave-forming signal at the given time.

【0034】従って、水槽の被試験体を設置した如何な
る計測点においても、実験開始時より所望のスペクトル
波が到来するように、実時間で造波指令値を計算でき、
実験を効率的に行なうことができると共に、正確な実験
データを得ることができる。
Therefore, at any measurement point where the DUT is placed in the water tank, a wave-making command value can be calculated in real time so that a desired spectrum wave arrives from the start of the experiment.
Experiments can be performed efficiently and accurate experimental data can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る振動動作発生装置の
全体構成を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a vibration operation generating device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施形態におけるシステム制御装置の構成を
示すブロック図。
FIG. 2 is an exemplary block diagram showing the configuration of a system control device according to the embodiment;

【図3】同実施形態における運動制御装置の構成を示す
ブロック図。
FIG. 3 is an exemplary block diagram showing a configuration of a motion control device according to the embodiment.

【図4】同実施形態における増幅装置の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the amplification device according to the embodiment.

【図5】従来の造波装置の制御装置の構成を示すブロッ
ク図。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a control device of a conventional wave making device.

【図6】水槽における進行波の取る角度の概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram of an angle taken by a traveling wave in a water tank.

【図7】滑らかな造波信号指令値を得る関数を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a function for obtaining a smooth wave-making signal command value.

【図8】定常状態の実時間造波アルゴリズムのフローチ
ャートを示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a flowchart of a real-time wavemaking algorithm in a steady state.

【図9】本発明に係る過渡状態及び定常状態の実時間ア
ルゴリズムのフローチャートを示す図。
FIG. 9 shows a flowchart of a transient state and steady state real time algorithm according to the present invention.

【図10】従来の技術により造波させて計測点で取得し
た波高の時系列データを示す図。
FIG. 10 is a diagram showing time-series data of wave heights obtained at measurement points by wave-making by a conventional technique.

【図11】本発明の装置により造波させて、計測点で取
得した波高の時系列データを示す図。
FIG. 11 is a diagram showing time-series data of wave heights obtained at measurement points by making waves by the apparatus of the present invention.

【図12】図10のデータをウエーブレット変換により
得た時間・周波数解析を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing a time / frequency analysis obtained by performing the wavelet transform on the data of FIG. 10;

【図13】図11のデータをウエーブレット変換により
得た時間・周波数解析を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a time / frequency analysis obtained by performing the wavelet transform on the data of FIG. 11;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 計算機 2 システム制御装置 3 運動制御装置 4 増幅装置 5 駆動装置 6 終端抵抗器 7 ネットワーク伝送路 21 ネットワーク接続装置 22 演算装置 23 デジタル出力装置 31 ネットワーク接続装置 32 制御演算装置 33 指令値演算装置 34 関数発生装置 35 タイマ 36 計数装置 37 アナログ出力装置 38 デジタル入力装置 41 増幅器 51 水槽 52 造波板 53 進行波 REFERENCE SIGNS LIST 1 computer 2 system control device 3 motion control device 4 amplifying device 5 drive device 6 terminating resistor 7 network transmission line 21 network connection device 22 calculation device 23 digital output device 31 network connection device 32 control calculation device 33 command value calculation device 34 function Generator 35 Timer 36 Counting device 37 Analog output device 38 Digital input device 41 Amplifier 51 Aquarium 52 Wave plate 53 Traveling wave

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 雅文 愛知県名古屋市中村区岩塚町字九反所60 番地の1 中菱エンジニアリング株式会 社内 (56)参考文献 特開 平9−79939(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 10/00 G05D 19/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masafumi Umeda 60-1 Kutsubo, Iwazuka-cho, Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi 1 Churyo Engineering Co., Ltd. In-house (56) References A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 10/00 G05D 19/02

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 所望の振動動作を得るための予備計算を
行なう計算機と、振動対象を動作させる複数の駆動装置
と、前記予備計算にて得られたパラメータを基に実時間
で非定常及び定常状態の動作指令値を計算し、同指令値
に従って前記駆動装置を滑らかに制御する複数の運動制
御装置と、一定時間毎に定周期で同期信号を発生し、デ
ジタル出力装置を経由して前記各運動制御装置に出力
し、これら複数の運動制御装置の同期をとるシステム制
御装置と、前記計算機、運動制御装置及びシステム制御
装置を結ぶネットワーク伝送路とを具備し、 前記運動制御装置は、前記計算機から送られてくるパラ
メータに従い造波指令信号を実時間で計算し、この造波
指令信号と関数発生装置で発生させた関数との演算によ
り実際の造波信号指令値を出力する指令値演算装置と、
この指令値演算装置から出力される造波信号指令値と前
記振動対象の位置信号とを比較し、造波信号指令値と振
動対象の位置信号との差が零になるように制御する制御
信号を出力する制御演算装置と、この制御演算装置から
出力される制御信号を前記システム制御装置からの同期
信号に同期して前記駆動装置に出力する出力装置とから
なることを特徴とする振動動作発生装置。
1. A computer for performing a preliminary calculation for obtaining a desired vibration operation, a plurality of driving devices for operating an object to be vibrated, and a non-stationary and a stationary in real time based on parameters obtained in the preliminary calculation. A plurality of motion control devices that calculate the operation command value of the state and smoothly control the drive device according to the command value, generate a synchronization signal at a constant period at regular time intervals, and output the synchronization signal via a digital output device. A motion control device that outputs to the motion control device and synchronizes the motion control devices; and a network transmission line connecting the computer, the motion control device, and the system control device. Calculates the wave-making command signal in real time according to the parameters sent from and outputs the actual wave-making signal command value by calculating the wave-making command signal and the function generated by the function generator. A command value calculation device that,
A control signal for comparing a wave signal command value output from the command value calculating device with the position signal of the vibration target, and controlling the difference between the wave signal command value and the position signal of the vibration target to be zero. And an output device for outputting a control signal output from the control operation device to the drive device in synchronization with a synchronization signal from the system control device. apparatus.
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