JP6518631B2 - Non-Gaussian Vibration Controller - Google Patents
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Description
この発明は、目標とする非ガウス性振動が供試体に与えられるように加振機を制御する振動制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vibration control apparatus that controls a vibrator so that a target non-Gaussian vibration is given to a specimen.
輸送中稼働中に被る振動による影響をシミュレートするため、供試体に所望の振動を与える振動試験が行われている。振動試験において、所望の振動となるように加振機を制御するのが振動制御装置である。 In order to simulate the effects of vibrations that are experienced during operation during transport, vibration tests are being conducted to provide the desired vibrations to the specimen. In a vibration test, it is a vibration control device that controls a vibrator to achieve a desired vibration.
現実に加えられる振動を記録しておき、この振動を供試体に与えることができれば、正確な振動試験を行うことが可能である。しかし、実際の振動波形自体を記録し再現するためには、膨大な記録容量が必要であるため、一般的にはあまり用いられていない。 It is possible to conduct an accurate vibration test if the vibration actually applied can be recorded and this vibration can be applied to the specimen. However, in order to record and reproduce the actual vibration waveform itself, since a large recording capacity is required, it is generally not used very much.
一方で、正弦波による振動を与える試験も行われている。この場合、正弦波を出力するだけであるから制御は容易であるが、現実に加えられる振動との乖離が大きすぎるという問題がある。 On the other hand, tests to give vibration by a sine wave are also conducted. In this case, control is easy because only a sine wave is output, but there is a problem that the deviation from the vibration actually applied is too large.
そこで、現実に加えられる振動の周波数特性（パワースペクトル密度）を算出し、当該目的とするパワースペクトル密度を有する振動を供試体に加えるランダム振動試験が行われている。 Therefore, a random vibration test is performed in which a frequency characteristic (power spectral density) of vibration to be actually applied is calculated, and a vibration having the target power spectral density is applied to a specimen.
図２５に、特許文献１に開示された従来のランダム振動試験のための振動制御装置を示す。加振機２自体も周波数特性を有するので、目標とするスペクトルを有する振動を与えたとしても、そのとおりの振動が供試体４には与えられない。したがって、振動制御装置により、供試体４の振動波形のスペクトル（応答スペクトル）が、目標スペクトルに等しくなるようにフィードバック制御を行っている。
The vibration control apparatus for the conventional random vibration test disclosed by FIG. 25 at
加振機２に固定された供試体４は、加振機２によって振動させられる。供試体４の振動は、加速度センサ６によって検出され、Ａ／Ｄ変換器８によってディジタル信号である応答信号とされる。ＰＳＤ算出手段１１は、応答信号をフーリエ変換し、応答ＰＳＤを算出する。
The
制御用ＰＳＤ算出手段１３は、目標ＰＳＤと応答ＰＳＤとを比較し、両者が等しくなるように制御用ＰＳＤを算出する。ドライブ信号生成手段１５は、制御用ＰＳＤの各周波数成分にランダムな位相を与えて逆フーリエ変換を行い、ドライブ信号を生成する。Ｄ／Ａ変換器１０は、生成されたドライブ信号をアナログ信号に変換し、加振機２に与える。
The control PSD calculating means 13 compares the target PSD and the response PSD, and calculates the control PSD so that both are equal. The drive
以上のようにして、目標スペクトルを有する振動を供試体４に与えるよう制御することができる。
As described above, the vibration having the target spectrum can be controlled to be applied to the
しかしながら、特許文献１の振動制御装置では、目標とするスペクトルを有する振動を供試体４に与えることはできるものの、その振動の確率密度分布は、図２６Ａの実線に示すようにガウス分布（正規分布）となる。つまり、図２６Ｂに示すような振動波形となる。
However, in the vibration control apparatus of
しかし、現実の振動は、図２６Ｃに示すように、ガウス分布と比べて大きな加速度や、下から上へ突き上げるような加速度が発生することが多い（トラックの振動の場合）。つまり、図２６Ａの破線で示すように、非ガウス分布となることが多い。にもかかわらず、特許文献１の振動制御装置では、非ガウス特性を有する振動を供試体に与えることはできなかった。
However, as shown in FIG. 26C, real vibrations often generate large accelerations or accelerations that push up from the bottom as compared to the Gaussian distribution (in the case of track vibrations). That is, as shown by the broken line in FIG. 26A, it often has a non-Gaussian distribution. Nevertheless, in the vibration control device of
そこで、発明者らは、上記の問題を解決するため、既に特許文献２に記載の発明を行っている。なお、非ガウス振動は、クルトシス／尖度（図２６Ａの山の急峻さ）、スキューネス／歪度（図２６Ａの山の対称性）によって特徴付けられる。
Therefore, the inventors have already carried out the invention described in
図２７に、特許文献２に開示された振動制御装置の構成を示す。センサ６によって検出された振動は、Ａ／Ｄ変換器８によってディジタルデータとしての応答信号とされる。応答ＰＳＤ算出手段２０は、応答信号をフーリエ変換し応答ＰＳＤを算出する。
The structure of the vibration control apparatus disclosed by
制御用ＰＳＤ算出手段２２は、目標ＰＳＤと応答ＰＳＤを比較し、両者が合致するように、制御用ＰＳＤを修正する。ガウス性波形生成手段２６は、制御用ＰＳＤの各周波数成分に一様なランダム位相を与えて、ガウス性波形を生成する。変換手段２８は、ＺＭＮＬ関数（Zero-memory nonliner system関数）を用いて、ガウス性波形を、所望のクルトシス・スキューネスを持つ非ガウス性波形に変換する。 The control PSD calculating means 22 compares the target PSD and the response PSD, and corrects the control PSD so that the two match. The Gaussian waveform generation means 26 generates a Gaussian waveform by giving uniform random phase to each frequency component of the control PSD. The conversion means 28 converts the Gaussian waveform into a non-Gaussian waveform having a desired kurtosis skewness, using a ZMNL function (Zero-memory nonliner system function).
ドライブ信号生成手段４０は、非ガウス性波形にて供試体６が振動するように、加振機２、供試体４を含む系の伝達特性を考慮して、ドライブ信号を生成する。すなわち、ドライブ信号生成手段４０の波形制御手段３２は、系の伝達関数の逆特性を制御特性として用い、生成された非ガウス性波形に基づいて、ドライブ信号を生成する。このドライブ信号は、Ｄ／Ａ変換器１６によってアナログのドライブ信号とされ、加振機２に与えられる。ドライブ信号生成手段４０の制御特性更新手段３４は、ドライブ信号と応答信号に基づいて、系の伝達特性を算出し、上記の制御特性を更新する。
The drive signal generation means 40 generates a drive signal in consideration of the transfer characteristics of the system including the
以上のようにして、目標とするＰＳＤを有し、目標とする非ガウス特性を有する振動を供試体４に与えることができる。 As described above, it is possible to give the specimen 4 a vibration having the target PSD and the target non-Gaussian characteristic.
しかしながら、特許文献２の装置においては、ＺＭＮＬ関数による変換によって、目標とする非ガウス特性を有する振動を得ることができるものの、ＺＭＮＬ変換の際に、ＰＳＤが変動してしまうという問題があった。また、一般的に、クルトシスを３以下とした非ガウス性波形の生成は難しかった。
However, in the device of
図２８に、ＺＭＮＬ変換によるＰＳＤの変動を示す。特許文献２の装置では、応答信号をＦＦＴして得た応答ＰＳＤが、目標ＰＳＤと等しくなるように、制御用ＰＳＤを算出している。この制御用ＰＳＤを逆ＦＦＴしてガウス性波形を生成し、さらに、このガウス性波形をＺＭＮＬ変換して、非ガウス性波形としている。この非ガウス性波形にて供試体４を振動させるようにドライブ信号を生成している。
FIG. 28 shows fluctuation of PSD due to ZMNL conversion. In the apparatus of
ここで、制御用ＰＳＤを逆ＦＦＴして得たガウス性波形は、当然のことであるが制御用ＰＳＤに示す周波数特性を持つ。このことにより、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤと等しくなるようにフィードバック制御が上手く機能するのである。しかし、ガウス性波形をＺＭＮＬ変換して得た非ガウス性波形のＰＳＤは、図２８に示すように、制御用ＰＳＤとは異なったものとなってしまう。 Here, as a matter of course, the Gaussian waveform obtained by inverse FFT of the control PSD has frequency characteristics shown in the control PSD. This makes feedback control work well so that the response PSD is equal to the target PSD. However, the PSD of the non-Gaussian waveform obtained by ZMNL converting the Gaussian waveform is different from the PSD for control as shown in FIG.
このように、フィードバックループの中にＺＭＮＬ変換という非線形要素が入るため、フィードバック制御が適切に機能せず、図２９に示すように、最終的に得られた応答ＰＳＤと目標ＰＳＤとの合致性が低いという問題があった。 Thus, since the non-linear element of ZMNL transformation is included in the feedback loop, feedback control does not function properly, and as shown in FIG. 29, the match between the finally obtained response PSD and the target PSD is There was a problem that it was low.
この発明は、上記のような問題点を解決して、目標とする非ガウス特性を有しつつ、目標とするＰＳＤを持った振動を与えることのできる振動制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a vibration control device capable of giving a vibration having a target PSD while having a target non-Gaussian characteristic. .
この発明の独立して適用可能ないくつかの特徴を以下に列挙する。 Some of the independently applicable features of this invention are listed below.
(1)この発明に係る振動制御装置は、供試体の振動を検出するセンサからの応答信号を周波数変換し、応答ＰＳＤを得る応答スペクトル算出手段と、応答ＰＳＤを目標ＰＳＤと比較し、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤに等しくなるように制御用ＰＳＤを修正する制御用ＰＳＤ算出手段と、制御用ＰＳＤにランダム位相を与えて逆周波数変換し、ガウス性波形を得るガウス性波形生成手段と、前記ガウス性波形を変換特性に基づいて変換し、第１非ガウス性波形に変換する変換手段と、前記第１非ガウス性波形を周波数変換し、各周波数成分の位相を非ガウス位相として算出する位相算出手段と、前記制御ＰＳＤに前記非ガウス位相を与えて逆周波数変換し、第２非ガウス性波形を得て、ドライブ信号を生成するドライブ信号生成手段とを備えている。 (1) The vibration control apparatus according to the present invention frequency-converts the response signal from the sensor that detects the vibration of the sample to obtain the response PSD, and compares the response PSD with the target PSD to obtain the response PSD A gaussian waveform generation means for obtaining a gaussian waveform by performing control PSD calculation means for correcting the control PSD such that the control PSD becomes equal to the target PSD; A conversion unit that converts a waveform based on conversion characteristics and converts it into a first non-Gaussian waveform; and a phase calculation unit that frequency-converts the first non-Gaussian waveform and calculates the phase of each frequency component as a non-Gaussian phase And drive signal generation means for generating a drive signal by obtaining the second non-Gaussian waveform by giving the non-Gaussian phase to the control PSD and performing reverse frequency conversion to obtain a second non-Gaussian waveform.
したがって、非線形要素があったとしても、目標ＰＳＤに合致し、しかも、所望の非ガウス特性を有する波形にて、供試体を振動させることができる。 Therefore, even if there is a non-linear element, it is possible to vibrate the specimen with a waveform that meets the target PSD and has desired non-Gaussian characteristics.
(2)この発明に係る振動制御装置は、ドライブ信号生成手段が、前記制御ＰＳＤに前記非ガウス位相を与えて逆周波数変換し、第２非ガウス性波形を得る第２非ガウス性波形生成手段と、第２非ガウス性波形と応答信号とが等しくなるように、振動試験機および供試体を含む系の伝達特性の逆特性を制御特性として、第２非ガウス性波形を変形してドライブ信号を得るドライブ信号制御手段と、前記ドライブ信号と前記応答信号とに基づいて、前記伝達特性を算出し、前記制御特性を更新する制御特性更新手段とを備えている。 (2) In the vibration control device according to the present invention, the drive signal generation means applies the non-Gaussian phase to the control PSD to perform reverse frequency conversion to obtain a second non-Gaussian waveform generation means And the drive signal by deforming the second non-Gaussian waveform using the inverse characteristic of the transfer characteristic of the system including the vibration tester and the test object as the control characteristic so that the second non-Gaussian waveform and the response signal become equal. And a control characteristic updating unit that calculates the transfer characteristic based on the drive signal and the response signal and updates the control characteristic.
したがって、供試体の振動が第２非ガウス性波形に合致するように、より正確にドライブ信号を制御することができる。 Therefore, the drive signal can be controlled more accurately so that the vibration of the specimen matches the second non-Gaussian waveform.
(3)この発明に係る振動制御装置は、応答信号の非ガウス特性を応答非ガウス特性として算出する非ガウス特性算出手段と、応答非ガウス特性を目標非ガウス特性と比較し、応答非ガウス特性が目標非ガウス特性と合致するように、前記変換特性を修正する変換特性修正手段とをさらに備えている。 (3) The vibration control device according to the present invention compares the non-Gaussian characteristics with the non-Gaussian characteristics, the non-Gaussian characteristics calculating means for calculating the non-Gaussian characteristics of the response signal as the non-Gauss characteristics. And a conversion characteristic correction unit that corrects the conversion characteristic so as to match the target non-Gaussian characteristic.
したがって、より正確に、目標非ガウス特性を有する振動を供試体に与えるように制御することができる。 Therefore, the vibration having the target non-Gaussian characteristic can be controlled to be more accurately given to the specimen.
(4)この発明に係る振動制御装置は、供試体の振動を検出するセンサからの応答信号を周波数変換し、応答ＰＳＤを得る応答スペクトル算出手段と、応答ＰＳＤを目標ＰＳＤと比較し、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤに等しくなるように制御用ＰＳＤを修正する制御用ＰＳＤ算出手段と、制御用ＰＳＤにランダム位相を与えて逆周波数変換し、ガウス性波形を得るガウス性波形生成手段と、前記ガウス性波形を所定レベルでクリッピングするクリッピング手段と、前記クリッピング波形を周波数変換し、各周波数成分の位相をクリッピング位相として算出する位相算出手段と、前記制御ＰＳＤに前記クリッピング位相を与えて逆周波数変換し、修正クリッピング波形を得て、ドライブ信号を生成するドライブ信号生成手段とを備えている。 (4) The vibration control device according to the present invention frequency-converts the response signal from the sensor that detects the vibration of the sample to obtain the response PSD, and compares the response PSD with the target PSD to obtain the response PSD A gaussian waveform generation means for obtaining a gaussian waveform by performing control PSD calculation means for correcting the control PSD such that the control PSD becomes equal to the target PSD; The clipping means for clipping the waveform at a predetermined level, the phase calculation means for performing frequency conversion of the clipping waveform and calculating the phase of each frequency component as the clipping phase, and applying the clipping phase to the control PSD for reverse frequency conversion; Drive signal generating means for obtaining a corrected clipping waveform and generating a drive signal.
したがって、クリッピングした波形の非ガウス特性を維持しつつ、その周波数特性を変えることなく制御を行うことができる。 Therefore, control can be performed without changing the frequency characteristic while maintaining the non-Gaussian characteristic of the clipped waveform.
(5)この発明に係る振動制御装置は、ドライブ信号生成手段は、前記制御ＰＳＤに前記クリッピング位相を与えて逆周波数変換し、修正クリッピング波形を得る修正クリッピング波形生成手段と、修正クリッピング波形と応答信号とが等しくなるように、振動試験機および供試体を含む系の伝達特性の逆特性を制御特性として、修正クリッピング波形を変形してドライブ信号を得るドライブ信号制御手段と、前記ドライブ信号と前記応答信号とに基づいて、前記伝達特性を算出し、前記制御特性を更新する制御特性更新手段とを備えている。 (5) In the vibration control device according to the present invention, the drive signal generation means applies the clipping phase to the control PSD to perform inverse frequency conversion to obtain corrected clipping waveform generation means for obtaining a corrected clipping waveform; Drive signal control means for obtaining a drive signal by deforming the corrected clipping waveform with the inverse characteristic of the transfer characteristic of the system including the vibration tester and the test body as the control characteristic so that the signal becomes equal; The control characteristic updating means calculates the transfer characteristic based on the response signal and updates the control characteristic.
したがって、供試体の振動が修正クリッピング波形に合致するように、より正確にドライブ信号を制御することができる。 Therefore, the drive signal can be more accurately controlled so that the vibration of the specimen matches the corrected clipping waveform.
(6)この発明に係る振動制御装置は、応答信号の非ガウス特性を応答非ガウス特性として算出する非ガウス特性算出手段と、応答非ガウス特性を目標非ガウス特性と比較し、応答非ガウス特性が目標非ガウス特性と合致するように、前記クリッピングの所定レベルを修正するクリッピングレベル修正手段と備えている。 (6) The vibration control device according to the present invention compares the non-Gaussian characteristics with the non-Gaussian characteristics, the non-Gaussian characteristics calculating means for calculating the non-Gaussian characteristics of the response signal as the non-Gauss characteristics. And clipping level correcting means for correcting the predetermined level of the clipping so as to match the target non-Gaussian characteristic.
したがって、より正確に、クリッピングした波形と同等の目標非ガウス特性を有する振動を供試体に与えるように制御することができる。 Therefore, it is possible to control more accurately to give the specimen a vibration having a target non-Gaussian characteristic equivalent to the clipped waveform.
「応答スペクトル算出手段」は、実施形態においては、ステップＳ２がこれに対応する。 In the embodiment, “response spectrum calculation means” corresponds to step S2.
「制御用ＰＳＤ算出手段」は、実施形態においては、ステップＳ３がこれに対応する。 In the embodiment, “the control PSD calculation unit” corresponds to step S3.
「ガウス性波形生成手段」は、実施形態においては、ステップＳ５がこれに対応する。 In the embodiment, “Gaussian waveform generation means” corresponds to step S5.
「変換手段」は、実施形態においては、ステップＳ６がこれに対応する。 In the embodiment, “conversion means” corresponds to step S6.
「位相算出手段」は、実施形態においては、ステップＳ７がこれに対応する。 In the embodiment, “phase calculation means” corresponds to step S7.
「ドライブ信号生成手段」は、実施形態においては、ステップＳ８〜Ｓ１３がこれに対応する。 In the embodiment, “drive signal generation means” corresponds to steps S8 to S13.
「第２非ガウス性波形生成手段」は、実施形態においては、ステップＳ９がこれに対応する。 In the “second non-Gaussian waveform generation means”, step S9 corresponds to this in the embodiment.
「ドライブ信号制御手段」は、実施形態においては、ステップＳ１３がこれに対応する。 In the embodiment, “drive signal control means” corresponds to step S13.
「制御特性更新手段」は、実施形態においては、ステップＳ１８がこれに対応する。 In the embodiment, “control characteristic update means” corresponds to step S18.
「非ガウス特性算出手段」は、実施形態においては、ステップＳ１９やステップＳ５３がこれに対応する。 In the embodiment, “non-Gaussian characteristic calculation means” corresponds to step S19 or step S53.
「変換特性修正手段」は、実施形態においては、ステップＳ２０がこれに対応する。 In the embodiment, “conversion characteristic correction means” corresponds to step S20.
「クリッピング手段」は、実施形態においては、ステップＳ５１がこれに対応する。 In the embodiment, the “clipping means” corresponds to step S51.
「修正クリッピング波形生成手段」は、実施形態においては、ステップＳ５９がこれに対応する。 In the embodiment, “corrected clipping waveform generation means” corresponds to step S59.
「クリッピングレベル修正手段」は、実施形態においては、ステップＳ５４がこれに対応する。
The “clipping level correction means” corresponds to step
「プログラム」とは、ＣＰＵにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソース形式のプログラム、圧縮処理がされたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む概念である。 The “program” is a concept including not only a program directly executable by the CPU but also a program in source format, a program subjected to compression processing, an encrypted program and the like.
１．第１の実施形態
1.1全体構成
図１に、この発明の一実施形態による振動制御装置の全体構成を示す。加振機２は、Ｄ／Ａ変換されたドライブ信号を受けて、供試体４を振動させる。加速度センサ６は、供試体の振動を検出し、応答信号として出力する。Ａ／Ｄ変換器８は、応答信号をディジタルに変換する。応答ＰＳＤ算出手段２０は、応答信号をフーリエ変換（ＦＦＴ）し、その周波数特性として応答ＰＳＤ（パワースペクトル密度）を算出する。
1. First embodiment
1.1 Overall Configuration FIG. 1 shows the overall configuration of a vibration control device according to an embodiment of the present invention. The
制御用ＰＳＤ算出手段２２は、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤと合致するかどうかを判断し、両者が合致するように、制御用ＰＳＤを修正する。つまり、フィードバック制御を行う。
The control
ガウス性波形生成手段２６は、制御用ＰＳＤにランダムな位相を与えて、逆フーリエ変換（逆ＦＦＴ）し、ガウス性波形を生成する。変換手段２８は、ＺＭＮＬ関数などを用いて、ガウス性波形を所望の特性を有する非ガウス性波形に変換する。 The Gaussian waveform generation means 26 gives a random phase to the control PSD and performs inverse Fourier transform (inverse FFT) to generate a Gaussian waveform. The conversion means 28 converts the Gaussian waveform into a non-Gaussian waveform having desired characteristics using a ZMNL function or the like.
位相算出手段３６は、生成された非ガウス性波形をフーリエ変換し、各周波数の位相を抽出する。第２非ガウス性波形生成手段３８は、制御用ＰＳＤに、抽出した位相を与えて、逆フーリエ変換し、第２非ガウス性波形を生成する。 The phase calculating means 36 Fourier-transforms the generated non-Gaussian waveform and extracts the phase of each frequency. The second non-Gaussian waveform generation means 38 gives the extracted phase to the control PSD and performs inverse Fourier transform to generate a second non-Gaussian waveform.
波形制御手段３２は、加振機２、供試体４を含む系の伝達関数を考慮した制御特性にしたがい、供試体４が第２非ガウス性波形にて振動するように、ドライブ信号を算出し出力する。
The waveform control means 32 calculates the drive signal so that the
Ｄ／Ａ変換器１６は、ディジタルデータのドライブ信号を、アナログ信号に変換する。このドライブ信号は、増幅器（図示せず）を介して、加振機２に与えられる。
The D /
なお、制御特性更新手段３４は、ドライブ信号と応答信号の周波数特性を比較し、系の伝達関数を算出し、制御特性を更新する。波形制御手段３２は、更新された制御特性にしたがって、第２非ガウス性波形をドライブ信号に変換する。 The control characteristic updating means 34 compares the frequency characteristics of the drive signal and the response signal, calculates the transfer function of the system, and updates the control characteristic. The waveform control means 32 converts the second non-Gaussian waveform into a drive signal according to the updated control characteristic.
なお、この実施形態では、第２非ガウス性波形生成手段３８、波形制御手段３２、制御特性更新手段３４によって、ドライブ信号生成手段４０が構成されている。 In this embodiment, the drive signal generation means 40 is configured by the second non-Gaussian waveform generation means 38, the waveform control means 32, and the control characteristic update means 34.
以上のようにして、所望の非ガウス特性を有する振動を、供試体４に与えることができる。
As described above, vibration having desired non-Gaussian characteristics can be applied to the
1.2ハードウエア構成
図２に、ハードウエア構成を示す。加振機２は、供試体４を載置して固定するためのステージ（図示せず）を有している。加振機２は、このステージを振動させる。また、この振動を検出するための加速度センサ６が設けられている。
1.2 Hardware Configuration FIG. 2 shows the hardware configuration. The
ＣＰＵ５０には、メモリ５２、タッチスクリーン・ディスプレイ５４、不揮発性メモリ５６、Ｄ／Ａ変換器５８、Ａ／Ｄ変換器６２が設けられている。なお、加振機２に対する出力は、Ｄ／Ａ変換器５８、アンプ６０を介して、アナログ信号として加振機２に与えられる。また、加速度センサ６からの入力は、Ａ／Ｄ変換器６２を介して、ディジタルデータとして取り込まれる。
The
不揮発性メモリ５６には、オペレーティングシステム６４、制御プログラム６６が記録されている。制御プログラム６６は、オペレーティングシステム６４と協働してその機能を発揮するものである。
An
1.3振動制御処理
図３〜５に、制御プログラム５２のフローチャートを示す。以下では、図６Ａに示すような目標ＰＳＤを有する振動であって、非ガウス特性として所定の尖度Ｋ（たとえば５．０）、歪度Ｓ（たとえば０．５）を有する振動を、供試体４に与える場合の制御について説明する。なお、ここで、尖度Ｋとは、図２６Ａに示す、振幅の統計的な分布における突出度である。歪度Ｓとは、正側と負側のいずれに偏った振動であるかを示す指標である。これらの設定値は、ユーザによってタッチスクリーン・ディスプレイ５４などから入力され、不揮発性メモリ５６に記録されている。
1.3 Vibration Control Process FIGS. 3 to 5 show a flowchart of the
ＣＰＵ５０は、Ａ／Ｄ変換器６２を介して、加速度センサ６からの応答信号を所定時間分（１フレームと呼ぶ）取得する（ステップＳ１）。さらに、ＣＰＵ５０は、この応答信号をフーリエ変換（ＦＦＴ）し、応答ＰＳＤを算出する（ステップＳ２）。算出された応答ＰＳＤの例を、図６Ｂに示す。なお、この実施形態では、１フレーム分の応答波形について応答ＰＳＤを算出したが、過去の所定フレーム分の応答波形について応答ＰＳＤを算出するようにしてもよい。
The
続いて、ＣＰＵ５０は、応答ＰＳＤと目標ＰＳＤを比較し、両者が合致するように制御用ＰＳＤを修正する（ステップＳ３）。たとえば、現在の制御用ＰＳＤが、図６Ｃに示すようであったとする。つまり、この制御用ＰＳＤに基づいて生成した振動にて加振機２を動作させた時の、応答ＰＳＤが図６Ｂのようになったということである。
Subsequently, the
図６Ｂに示す応答ＰＳＤは、目標ＰＳＤと合致していない部分がある。ＣＰＵ５０は、各周波数成分（ラインという）ごとに、その大小を比較する。各周波数成分ごとに、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤを下回っていれば、制御用ＰＳＤを大きくし、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤを上回っていれば、制御用ＰＳＤを小さくする。ＣＰＵ５０は、このような修正を施して、図６Ｄに示すように、新たな制御用ＰＳＤを得る。
The response PSD shown in FIG. 6B has a portion that does not match the target PSD. The
次に、ＣＰＵ５０は、生成した制御用ＰＳＤの各周波数成分にランダムな位相を与え（ステップＳ４）、逆フーリエ変換（逆ＦＦＴ）を行う（ステップＳ５）。これにより、当該制御用ＰＳＤを有する１フレーム分のガウス性波形を得ることができる。ガウス性波形は、図２６Ａに示すような確率分布を持ち、尖度（クルトシス）Ｋが３．０、スキューネス（歪度）Ｓが０である。
Next, the
目標として設定されている尖度Ｋは５．０、歪度Ｓは０．５であり、非ガウス性波形である。そこで、ＣＰＵ５０は、図７に示すようなＺＭＮＬ（Zero-memory nonliner system関数）を用いて、得られたガウス性波形を変換し、所望の非ガウス特性を有する波形に変換する（ステップＳ６）。
The kurtosis K set as the target is 5.0, the skewness S is 0.5, and it is a non-Gaussian waveform. Therefore, the
図７において、横軸は与えられた信号であり、縦軸は出力信号である。ガウス性波形ｘ（ｔ）を、このＺＭＮＬ関数によって変換すると、非ガウス性ランダム信号ｙ（ｔ）が得られる。 In FIG. 7, the horizontal axis is a given signal, and the vertical axis is an output signal. The Gaussian waveform x (t) is transformed by this ZMNL function to obtain a non-gaussian random signal y (t).
ＺＭＮＬ関数には、さまざまな手法があるが、ここでは一例を示す。ＺＭＮＬ関数を数式で表すと、数１のとおりである。
There are various methods for the ZMNL function, but an example is shown here. The ZMNL function can be expressed by
ｘがガウス性信号、ｙが得られる非ガウス性信号である。各係数の詳細は、数２に示すとおりである。
x is a Gaussian signal and y is a non-Gaussian signal from which is obtained. The details of each coefficient are as shown in
上式におけるスキューネスＳ、クルトシスＫに目標スキューネス、目標クルトシスの値を代入することにより、変換によって所望の非ガウス性ランダム波形を生成することのできるＺＭＮＬ関数を得ることができる。 By substituting the target skewness and the target kurtosis value into the skewness S and the kurtosis K in the above equation, it is possible to obtain a ZMNL function capable of generating a desired non-Gaussian random waveform by conversion.
なお、上式では、２．８より小さい目標クルトシスを設定することができない。そこで、数３のような関数を用いるようにしてもよい。
In the above equation, a target kurtosis less than 2.8 can not be set. Therefore, a function such as
係数Ｃｎは、数４に示す誤差変数εを最小にする最適化問題を解くことにより決定することができる。
The coefficient Cn can be determined by solving an optimization problem that minimizes the error variable ε shown in
以上のようにして得られた非ガウス性波形は、メモリ５２に記録される。なお、前述のように、このようにして得られた非ガウス性波形は、目標スキューネス、目標クルトシスを有するものとなっているが、変換により、本来の制御用ＰＳＤとは異なったＰＳＤとなってしまっている。
The non-Gaussian waveform obtained as described above is recorded in the
そこで、この実施形態では、次のような処理を行うことで、制御用ＰＳＤを維持しつつ、目標とする非ガウス特性に近い特性の波形を得るようにしている。 Therefore, in this embodiment, the following processing is performed to obtain a waveform having a characteristic close to the target non-Gaussian characteristic while maintaining the control PSD.
ＣＰＵ５０は、この非ガウス性波形をＦＦＴし、位相の周波数特性（非ガウス位相）を算出する（ステップＳ７）。したがって、周波数ｆ１〜ｆｎごとの位相φ１〜φｎが以下のように算出されることになる。
The
ｆ１：φ１
ｆ２：φ２
ｆ３：φ３
・ ・
ｆｎ：φｎ。
f1: φ1
f2: φ2
f3: φ3
· ·
fn: φn.
次に、ＣＰＵ５０は、ステップＳ３において算出した制御用ＰＳＤの各周波数成分Ｐ１〜ｐｎに、算出した非ガウス位相φ１〜φｎを与え（ステップＳ８）、逆ＦＦＴを行う（ステップＳ９）。このようにして、第２非ガウス性波形を生成する。この第２非ガウス性波形の周波数特性は、当然のことであるが、制御用ＰＳＤに合致する。なお、クルトシス（尖度）Ｋ、スキューネス（歪度）Ｓは、目標値からずれるが、非ガウス特性は失われない。
Next, the
図８Ａに、シミュレーションによって算出した、クルトシスＫの変化を示す。横軸が、ステップＳ６によって生成した非ガウス性波形のクルトシス、つまり目標クルトシスである。縦軸が、上記のステップＳ７〜Ｓ９の処理によって生成した第２非ガウス性波形のクルトシスである。 FIG. 8A shows changes in kurtosis K calculated by simulation. The horizontal axis is the kurtosis of the non-Gaussian waveform generated at step S6, that is, the target kurtosis. The vertical axis is the kurtosis of the second non-Gaussian waveform generated by the process of steps S7 to S9 described above.
図８Ｂに、シミュレーションによって算出した、スキューネスＳの変化を示す。横軸が、ステップＳ６によって生成した非ガウス性波形のスキューネス、つまり目標スキューネスである。縦軸が、上記のステップＳ７〜Ｓ９の処理によって生成した第２非ガウス性波形のスキューネスである。 FIG. 8B shows a change in skewness S calculated by simulation. The horizontal axis is the skewness of the non-Gaussian waveform generated in step S6, that is, the target skewness. The vertical axis is the skewness of the second non-Gaussian waveform generated by the process of steps S7 to S9 described above.
このように、クルトシス、スキューネス共に、その変化には規則性（一次関数）が見られる。したがって、この変化を見越して、ＺＭＮＬ関数による変換によって生成する非ガウス性波形のクルトシス、スキューネスを設定し、第２非ガウス性波形のクルトシス、スキューネスが目標値となるようにすればよい。 Thus, regularity (linear function) can be seen in the change of both kurtosis and skewness. Therefore, in anticipation of this change, the kurtosis and skewness of the non-Gaussian waveform generated by the conversion by the ZMNL function may be set so that the kurtosis and second skewness of the second non-Gaussian waveform become target values.
たとえば、目標クルトシスを１０、目標スキューネスを０．８とするのであれば、クルトシスが３２、スキューネスが２．０となるように、ＺＭＮＬ変換を行うとよい。この実施形態では、図８Ａ、図８Ｂに示す関係をテーブルまたは数式として不揮発性メモリ５６に記録している。
For example, if the target kurtosis is 10 and the target skewness is 0.8, ZMNL conversion may be performed so that the kurtosis is 32 and the skewness is 2.0. In this embodiment, the relationships shown in FIGS. 8A and 8B are recorded in the
以上のようにして、制御用ＰＳＤにランダム位相を与え、逆ＦＦＴを行って得たガウス性波形をＺＭＮＬ変換し、非ガウス性波形を得て、非ガウス性波形の位相と制御用ＰＳＤに基づいて、１フレーム分の第２非ガウス性波形を得ることができる。 As described above, a Gaussian waveform obtained by giving random phase to the control PSD and performing inverse FFT is ZMNL converted to obtain a non-Gaussian waveform, and it is based on the phase of the non-Gaussian waveform and the PSD for control Thus, a second non-Gaussian waveform of one frame can be obtained.
ここで、制御ループが遅かったり、窓関数による重ね合わせ処理をする場合には、制御用ＰＳＤから１フレーム分の第２非ガウス性波形を生成しただけでは、制御が間に合わなくなる。そこで、この実施形態では、１つの制御用ＰＳＤから複数フレーム分（この実施形態では２フレーム分）の第２非ガウス性波形を生成するようにしている。つまり、ステップＳ４〜Ｓ９をもう一度繰り返して実行するようにしている。なお、ステップＳ４において与える位相はランダムであって、毎回異なる位相であるので、異なった波形となる。 Here, in the case where the control loop is delayed or the superposition processing is performed by using the window function, the control can not be made in time only by generating the second non-Gaussian waveform for one frame from the control PSD. Therefore, in this embodiment, second non-Gaussian waveforms of a plurality of frames (two frames in this embodiment) are generated from one control PSD. That is, steps S4 to S9 are repeatedly performed again. In addition, since the phase given in step S4 is random and is different every time, it becomes a different waveform.
ＣＰＵ５０は、このようにして生成した複数フレームの第２非ガウス性波形に、窓関数を乗じる（ステップＳ１０）。この処理を、図９Ａ〜Ｃに示す。図９Ａは、１フレーム分の第２非ガウス性波形である。図９Ｂは、窓関数の例である。１フレームの中央部分が「１（−１）」、両端が「０」となる関数である。しかも、フレームの半分だけずらしてこの窓関数を重ねると、いずれの時点でも合計値が「１」になるような関数となっている。このような関数としては、たとえば、ハニング・ウインドウなどが知られている。
The
図９Ｃは、窓関数を乗じた後の第２非ガウス性波形である。両端部が「０」になっていることがわかる。これにより、接続部分において余分な周波数成分をもたらさないようにしている。 FIG. 9C is a second non-Gaussian waveform after multiplication by the window function. It can be seen that both ends are "0". This prevents extra frequency components from being produced at the connection.
次に、ＣＰＵ５０は、図１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに示すように、窓関数を乗じた第２非ガウス性波形を、１／２フレームずつずらしながら重ね合わせる（ステップＳ１１）。これにより、図１０Ｄに示すように、連続した第２非ガウス性波形を得る。
Next, as shown in FIGS. 10A, 10B, and 10C, the
続いて、ＣＰＵ５０は、この連続した第２非ガウス性波形の１フレーム分を取り出す（ステップＳ１２）。ただし、取り出す位置は、１フレームではなく、１／２フレームだけずらす。したがって、取り出された波形は、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｄに示すように、前回取り出した波形と１／２フレーム分だけ重畳した状態となっている。
Subsequently, the
ＣＰＵ５０は、取り出した１フレーム分の第２非ガウス性波形に、制御特性を乗じてドライブ信号を生成する（ステップＳ１３）。この実施形態では、制御特性として、加振機２、供試体４を含む系の伝達関数の逆特性を用いている。つまり、第２非ガウス性波形にて供試体４を振動させるためには、第２非ガウス性波形に伝達関数の逆特性を乗じた波形をドライブ信号として与えることで、これを実現できるからである。
The
ＣＰＵ５０は、このようにして得たドライブ信号に、前記の窓関数を乗じて、１／２フレームずらした状態で重ね合わせる（ステップＳ１５）。このようにして連続したドライブ信号を得て、これを出力する（ステップＳ１６）。
The
次に、ＣＰＵ５０は、加速度センサ６からの応答波形を取得する（ステップＳ１７）。与えたドライブ信号と応答波形に基づいて、系の伝達関数を算出し、制御特性を更新する（ステップＳ１８）。この制御特性は、次のドライブ信号生成の際に用いられることになる。
Next, the
ＣＰＵ５０は、以上の処理を繰り返し、所望の非ガウス特性、ＰＳＤを有する振動を、供試体４に与えることができる。
The
1.4その他
(1)上記実施形態においてはＺＭＮＬ変換を用いたが、他の変換方式を用いるようにしてもよい。
1.4 Other
(1) Although the ZMNL conversion is used in the above embodiment, another conversion method may be used.
(2)上記実施形態では、ステップＳ１１、Ｓ１５において、１／２フレームずらして重ね合わせるようにしている。しかし、１／ｎフレームずらして重ね合わせるようにしてもよい（ｎは任意の整数）。 (2) In the above embodiment, in steps S11 and S15, the frame is shifted by 1/2 frame and superimposed. However, 1 / n frames may be shifted and superimposed (n is an arbitrary integer).
(3)上記実施形態では、非ガウス特性としてクルトシス、スキューネスを制御するようにしている。しかし、いずれか一方のみを制御するようにしてもよい。また、他の特性を制御するようにしてもよい。 (3) In the above embodiment, kurtosis and skewness are controlled as non-Gaussian characteristics. However, only one of them may be controlled. In addition, other characteristics may be controlled.
(4)上記実施形態では、系の伝達関数の逆特性を制御特性として用いている。しかし、その他の特性、たとえばインパルス応答などを制御特性として用いるようにしてもよい。 (4) In the above embodiment, the inverse characteristic of the transfer function of the system is used as the control characteristic. However, another characteristic, for example, an impulse response may be used as the control characteristic.
(5)上記実施形態では、ドライブ信号生成時の制御特性を更新してフィードバックするようにしている。しかし、予め定めた制御特性を更新せずにそのまま用いるようにしてもよい。 (5) In the above embodiment, the control characteristic at the time of drive signal generation is updated and fed back. However, the predetermined control characteristic may be used as it is without being updated.
(6)上記実施形態では、加振機２によって一方向に加振するための振動制御装置について説明した。しかし、複数方向に加振する多軸振動制御装置についても同様に適用することができる。
(6) In the above embodiment, the vibration control device for vibrating in one direction by the
(6)上記実施形態および変形例は、その本質に反しない限り、他の実施形態と組み合わせて実施可能である。
(6) The above embodiments and modifications can be implemented in combination with other embodiments as long as the essence is not violated.
２．第２の実施形態
2.1全体構成
図１２に、第２の実施形態による振動制御装置の全体構成を示す。第１の実施形態では、第２非ガウス性波形生成手段３８によって生成される第２非ガウス性波形の非ガウス特性の変化を、予め算出しておき、これに基づいて変換手段２８によるＺＭＮＬ変換を行うようにしていた。
2. Second embodiment
2.1 Overall Configuration FIG. 12 shows the overall configuration of the vibration control device according to the second embodiment. In the first embodiment, the change of the non-Gaussian characteristic of the second non-Gaussian waveform generated by the second non-Gaussian
第２の実施形態では、応答信号の非ガウス特性を解析し、これが目標非ガウス特性と等しくなるように、変換手段２８において用いる変換特性を修正するようにしている。 In the second embodiment, the non-Gaussian characteristic of the response signal is analyzed, and the conversion characteristic used in the conversion means 28 is modified so that it becomes equal to the target non-Gaussian characteristic.
図１２において、基本的な構成は図１と同様である。非ガウス特性算出手段４２は、応答信号の非ガウス特性（応答非ガウス特性）を算出する。変換特性修正手段４４は、目標非ガウス特性と応答非ガウス特性を比較し、応答非ガウス特性が目標非ガウス特性に近づくように、変換特性を修正する。変換手段２８は、修正された変換特性により、ガウス性波形を非ガウス性波形に変換する。 In FIG. 12, the basic configuration is the same as that of FIG. The non-Gaussian characteristic calculation means 42 calculates the non-Gaussian characteristic (response non-Gaussian characteristic) of the response signal. The conversion characteristic correction means 44 compares the target non-Gaussian characteristic with the response non-Gaussian characteristic, and corrects the conversion characteristic so that the response non-Gaussian characteristic approaches the target non-Gaussian characteristic. The conversion means 28 converts the Gaussian waveform into a non-Gaussian waveform according to the modified conversion characteristic.
したがって、フィードバック制御により、目標非ガウス特性に合致する特性を有する振動にて、供試体４を振動させることができる。
Therefore, the
2.2ハードウエア構成
ハードウエア構成は、図２と同様である。
2.2 Hardware Configuration The hardware configuration is the same as in FIG.
2.3振動制御処理
制御プログラム５２のフローチャートは、図３〜５と基本的に同様である。ただし、ステップＳ１８の後に、図１３に示すように、ＺＭＮＬ変換の変換特性を修正するための処理を行うようにしている。
2.3 Vibration Control Process The flowchart of the
ステップＳ１８において制御特性を更新した後、ＣＰＵ５０は、応答信号のクルトシス（応答クルトシス）Ｋｒ、スキューネス（応答スキューネス）Ｓｒを算出する（ステップＳ１９）。次に、ＣＰＵ５０は、目標クルトシスＫｔと応答クルトシスＫｒを比較し、両者が合致するように、ステップＳ６における制御特性を修正する。
After updating the control characteristics in step S18, the
具体的には、目標クルトシスＫｔよりも応答クルトシスＫｒが小さければ（大きければ）、ステップＳ６において生成する非ガウス性波形のクルトシス（制御クルトシス）を大きく（小さく）する。 Specifically, if the response Kurtosis Kr is smaller (larger) than the target Kurtosis Kt, the kurtosis (control curtosis) of the non-Gaussian waveform generated in step S6 is made large (small).
また、絶対値において、目標スキューネスＳｔよりも応答スキューネスＳｒが小さければ（大きければ）、ステップＳ６において生成する非ガウス性波形のスキューネス（制御スキューネス）を大きく（小さく）する。 Further, if the response skewness Sr is smaller (larger) than the target skewness St in absolute value, the skewness (control skewness) of the non-Gaussian waveform generated in step S6 is increased (decreased).
上記のようなフィードバック制御により、目標クルトシスＫｔ、目標スキューネスＳｔを持つ振動にて、供試体４を振動させることができる。
By the feedback control as described above, the
2.4その他
上記実施形態および変形例は、その本質に反しない限り、他の実施形態と組み合わせて実施可能である。
2.4 Others The above embodiment and modifications can be implemented in combination with other embodiments as long as the essence is not violated.
３．第３の実施形態
3.1全体構成
図１４に、第３の実施形態による振動制御装置の全体構成を示す。この実施形態では、非ガウス特性の制御を、波形のクリッピングに応用している。
3. Third embodiment
3.1 Overall Configuration FIG. 14 shows the overall configuration of the vibration control device according to the third embodiment. In this embodiment, non-Gaussian control is applied to waveform clipping.
波形のクリッピングは、所定値以上の振幅が供試体４に与えられないように振幅を制限する制御である。これにより、加振機２や供試体４に限界以上の振動が加えられることなく、加振機２や供試体４を保護することができる。
The clipping of the waveform is control for limiting the amplitude so that the amplitude above the predetermined value is not given to the
しかし、その一方で、波形をクリッピングするとそのＰＳＤが変化してしまい、フィードバック制御がうまく機能しないこととなる。 However, on the other hand, clipping the waveform changes its PSD, and feedback control does not work well.
この実施形態では、クリッピングしたガウス性波形をそのまま用いるのではなく、その位相の周波数特性を抽出し、これを制御用ＰＳＤに与えて逆ＦＦＴを行い、修正クリッピング波形として用いるようにしている。これにより、制御用ＰＳＤに合致し、クリッピングした波形と同じ非ガウス特性を有する波形を制御に用いることができる。クリッピングした波形と同じ非ガウス特性を有する波形は、完全にクリッピングされているわけではないが、非ガウス特性が同じであることから、実質的にクリッピングされた波形と同等であるということができる。 In this embodiment, instead of using the clipped Gaussian waveform as it is, the frequency characteristic of its phase is extracted, this is given to the control PSD, inverse FFT is performed, and it is used as a corrected clipping waveform. Thus, a waveform that matches the control PSD and has the same non-Gaussian characteristic as the clipped waveform can be used for control. A waveform having the same non-Gaussian characteristic as the clipped waveform is not completely clipped, but can be said to be substantially equivalent to the clipped waveform because the non-Gaussian characteristic is the same.
加振機２は、Ｄ／Ａ変換されたドライブ信号を受けて、供試体４を振動させる。加速度センサ６は、供試体の振動を検出し、応答信号として出力する。Ａ／Ｄ変換器８は、応答信号をディジタルに変換する。応答ＰＳＤ算出手段２０は、応答信号をフーリエ変換（ＦＦＴ）し、その周波数特性として応答ＰＳＤ（パワースペクトル密度）を算出する。
The
制御用ＰＳＤ算出手段２２は、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤと合致するかどうかを判断し、両者が合致するように、制御用ＰＳＤを修正する。つまり、フィードバック制御を行う。
The control
ガウス性波形生成手段２６は、制御用ＰＳＤにランダムな位相を与えて、逆フーリエ変換（逆ＦＦＴ）し、ガウス性波形を生成する。クリッピング手段２８は、ガウス性波形を所定レベルでクリッピングし、クリッピング波形を生成する。このクリッピング波形は、非ガウス特性を有することになる。 The Gaussian waveform generation means 26 gives a random phase to the control PSD and performs inverse Fourier transform (inverse FFT) to generate a Gaussian waveform. The clipping means 28 clips the Gaussian waveform at a predetermined level to generate a clipping waveform. This clipping waveform will have non-Gaussian characteristics.
位相算出手段３６は、生成されたクリッピング波形をフーリエ変換し、各周波数の位相を抽出する。修正クリッピング波形生成手段３８は、制御用ＰＳＤに、抽出した位相を与えて、逆フーリエ変換し、修正クリッピング波形を生成する。
The phase calculating means 36 Fourier-transforms the generated clipping waveform to extract the phase of each frequency. The corrected clipping
波形制御手段３２は、加振機２、供試体４を含む系の伝達関数を考慮した制御特性にしたがい、供試体４が修正クリッピング波形にて振動するように、ドライブ信号を算出し出力する。
The waveform control means 32 calculates and outputs a drive signal so that the
Ｄ／Ａ変換器１６は、ディジタルデータのドライブ信号を、アナログ信号に変換する。このドライブ信号は、増幅器（図示せず）を介して、加振機２に与えられる。
The D /
なお、制御特性更新手段３４は、ドライブ信号と応答信号の周波数特性（ドライブＰＳＤ、応答ＰＳＤ）を比較し、系の伝達関数を算出し、制御特性を更新する。波形制御手段３２は、更新された制御特性にしたがって、修正クリッピング波形をドライブ信号に変換する。 The control characteristic updating means 34 compares the frequency characteristics (drive PSD, response PSD) of the drive signal and the response signal, calculates the transfer function of the system, and updates the control characteristic. The waveform control means 32 converts the corrected clipping waveform into a drive signal according to the updated control characteristic.
非ガウス特性算出手段４２は、応答信号の非ガウス特性（応答非ガウス特性）を算出する。変換特性修正手段４４は、応答非ガウス特性が目標非ガウス特性に近づくように、クリッピングのレベルなどを修正する。 The non-Gaussian characteristic calculation means 42 calculates the non-Gaussian characteristic (response non-Gaussian characteristic) of the response signal. The conversion characteristic correction means 44 corrects the level of clipping and the like so that the response non-Gaussian characteristic approaches the target non-Gaussian characteristic.
以上のようにして、所望のクリッピング波形と同じ非ガウス特性を有する振動を、供試体４に与えることができる。
As described above, a vibration having the same non-Gaussian characteristic as the desired clipping waveform can be applied to the
3.2ハードウエア構成
ハードウエア構成は、図２と同様である。
3.2 Hardware Configuration The hardware configuration is the same as in FIG.
3.3振動制御処理
図１５〜１８に、制御プログラム５２のフローチャートを示す。ステップＳ１〜Ｓ５までは、図３と同様の処理を行う。ＣＰＵ５０は、ステップＳ５１において、制御用ＰＳＤから生成したガウス性波形を、与えられた所定レベルでクリッピングする。クリッピングされた波形は、非ガウス特性を持つことになる。ＣＰＵ５０は、クリッピング波形のクルトシスを算出し、目標クルトシスＫｔとする（ステップＳ５２）。なお、目標クルトシスＫｔは、最初に１回だけ算出して記録し、２回目以降の繰り返し時には更新しない。
3.3 Vibration Control Process FIGS. 15 to 18 show a flowchart of the
次に、ＣＰＵ５０は、ＦＦＴにより、クリッピング波形の位相の周波数特性を算出する（ステップＳ７）。さらに、制御用ＰＳＤに位相を与えて、逆ＦＦＴを行い、修正クリッピング波形を生成する（ステップＳ５９）。
Next, the
以上のようにして、複数フレームの修正クリッピング波形を得る。ＣＰＵ５０は、修正クリッピング波形に窓関数を乗じて、ずらしながら重畳し、連続した修正クリッピング波形を得る（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
As described above, corrected clipping waveforms of a plurality of frames are obtained. The
以下、図１７（図５と同様である）に示すように、修正クリッピング波形にて供試体４を振動させる（ステップＳ１２〜Ｓ１８）。
Hereinafter, as shown in FIG. 17 (similar to FIG. 5), the
さらに、ＣＰＵ５０は、応答信号のクルトシス（応答クルトシス）Ｋｒを算出する（ステップＳ５３）。この応答クルトシスＫｒが、目標クルトシスＫｔよりも小さければ（大きければ）、クリッピングレベルを上げる（下げる）（ステップＳ５４）。したがって、次のクリッピングからは、修正されたレベルにしたがってクリッピングを行う。
Furthermore, the
このようにして、クリッピングされた波形の非ガウス特性と同じ非ガウス特性を持つ振動を供試体４に与えるように制御することができる。
In this way, it is possible to control to give the specimen 4 a vibration having the same non-Gaussian characteristic as that of the clipped waveform.
3.4その他
(1)上記実施形態では、クリッピング波形の制御に適用した例を示した。しかし、クリッピングを行うことにより、クルトシスを３以下とすることができる。したがって、このような性質を利用して、積極的にクルトシスが３以下となるような非ガウス性波形の制御を行うこともできる。
3.4 Other
(1) The above embodiment shows an example applied to control of the clipping waveform. However, by performing clipping, kurtosis can be made 3 or less. Therefore, it is possible to actively control non-Gaussian waveforms such that the kurtosis is 3 or less by utilizing such a property.
(2)上記実施形態では、応答信号のクルトシスが目標クルトシスに合致するようにクリッピングレベルを修正してフィードバック制御を行っている。しかし、クリッピングレベル以外の要素を修正してフィードバック制御を行うようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, feedback control is performed by correcting the clipping level so that the kurtosis of the response signal matches the target kurtosis. However, feedback control may be performed by correcting elements other than the clipping level.
たとえば、クリッピングを行った波形の非ガウス特性を目標非ガウス特性として算出した後は、この目標非ガウス特性になるように、第１の実施形態、第２の実施形態の制御を行うようにしてもよい。 For example, after the non-Gaussian characteristic of the waveform subjected to clipping is calculated as the target non-Gaussian characteristic, the control of the first embodiment and the second embodiment is performed so as to obtain the target non-Gaussian characteristic. It is also good.
(3)上記実施形態では、応答信号のクルトシスが目標クルトシスに合致するようにクリッピングレベルを修正してフィードバック制御を行っている。しかし、クリッピングレベルとクルトシスとの関係を予め算出しておき、この関係に基づいて、所望のクルトシスとなるようなクリッピングレベルを決定するようにしてもよい。 (3) In the above embodiment, feedback control is performed by correcting the clipping level so that the kurtosis of the response signal matches the target kurtosis. However, the relationship between the clipping level and the kurtosis may be calculated in advance, and based on this relationship, the clipping level may be determined so as to achieve the desired kurtosis.
(4)上記実施形態では、修正クリッピング波形を得た後は、当該修正クリッピング波形にて供試体４が振動するように、制御特性を考慮してドライブ信号を生成している。しかし、制御特性更新手段３４、ドライブ信号制御手段３２を設けずに、修正クリッピング波形を、連続化（窓関数を乗じてずらしながら重ね合わせる）してドライブ信号を得るようにしてもよい。この場合であっても、フードバック制御により、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤに合致するように制御が行われる。
(4) In the above embodiment, after obtaining the corrected clipping waveform, the drive signal is generated in consideration of the control characteristics so that the
(5)上記実施形態および変形例は、その本質に反しない限り、他の実施形態と組み合わせて実施可能である。
(5) The above embodiment and modifications can be implemented in combination with other embodiments as long as the essence is not violated.
４．第４の実施形態
4.1全体構成
第３の実施形態では、応答信号の非ガウス特性が、目標非ガウス特性に合致するように、クリッピングレベルを制御するようにしていた。したがって、主として、供試体４を保護するために、振動を制限するものであった。
4. Fourth embodiment
4.1 Overall Configuration In the third embodiment, the clipping level is controlled so that the non-Gaussian characteristic of the response signal matches the target non-Gaussian characteristic. Therefore, in order to protect the
これに対し、第４の実施形態では、ドライブ信号の非ガウス特性を、目標非ガウス特性に合致するように、クリッピングレベルを制御するものである。したがって、第４の実施形態は、主として、加振機２を保護するために、振動を制限するものである。
On the other hand, in the fourth embodiment, the clipping level is controlled so that the non-Gaussian characteristic of the drive signal matches the target non-Gaussian characteristic. Therefore, in the fourth embodiment, the vibration is limited mainly to protect the
ここで、図２５に示す従来の振動制御装置について、そのドライブ信号をクリッピングする方式を、図２５ａに示す。生成されたドライブ信号について、クリッピング手段２８により、クリッピングが行われている。したがって、実際に、加振機２に与えられる信号は、クリッピングされたものとなる。
Here, a method of clipping the drive signal of the conventional vibration control device shown in FIG. 25 is shown in FIG. 25a. Clipping is performed by the clipping means 28 on the generated drive signal. Therefore, in practice, the signal supplied to the
ただし、図２５ａにしめすようなクリッピング方式では、加振機２に与えられる信号が、制御用ＰＳＤとは異なったものとなってしまい、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤに合致しなくなるという問題があった。第４の実施形態は、この問題を解決するものである。
However, in the clipping method as shown in FIG. 25A, there is a problem that the signal supplied to the
図１９に、第４の実施形態の振動制御装置の全体構成を示す。加振機２は、Ｄ／Ａ変換されたドライブ信号を受けて、供試体４を振動させる。加速度センサ６は、供試体の振動を検出し、応答信号として出力する。Ａ／Ｄ変換器８は、応答信号をディジタルに変換する。応答ＰＳＤ算出手段２０は、応答信号をフーリエ変換（ＦＦＴ）し、その周波数特性として応答ＰＳＤ（パワースペクトル密度）を算出する。
The whole structure of the vibration control apparatus of 4th Embodiment is shown in FIG. The
制御用ＰＳＤ算出手段２２は、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤと合致するかどうかを判断し、両者が合致するように、制御用ＰＳＤを修正する。つまり、フィードバック制御を行う。
The control
ドライブ信号生成手段１５は、制御用ＰＳＤにランダムな位相を与えて、逆フーリエ変換（逆ＦＦＴ）し、ドライブ信号を生成する。仮に、このドライブ信号を、連続化して加振機２に与えれば、図２５に示す従来の装置と同様の動作となる。
The drive
この実施形態では、このドライブ信号をクリッピングするようにしている。クリッピング手段２８は、ドライブ信号を所定レベルでクリッピングし、クリッピング波形を生成する。このクリッピング波形は、非ガウス特性を有することになる。 In this embodiment, this drive signal is clipped. The clipping means 28 clips the drive signal at a predetermined level to generate a clipping waveform. This clipping waveform will have non-Gaussian characteristics.
位相算出手段３６は、生成されたクリッピング波形をフーリエ変換し、各周波数の位相を抽出する。修正クリッピング波形生成手段３８は、制御用ＰＳＤに、抽出した位相を与えて、逆フーリエ変換し、修正クリッピング波形を生成する。
The phase calculating means 36 Fourier-transforms the generated clipping waveform to extract the phase of each frequency. The corrected clipping
連続化手段５２は、複数フレーム分の修正クリッピング波形に、窓関数を乗じ、ずらしながら重ね合わせて、連続化する。 The serialization means 52 multiplies the corrected clipping waveforms for a plurality of frames by the window function, superimposes them while shifting, and makes them continuous.
Ｄ／Ａ変換器１６は、ディジタルデータのドライブ信号を、アナログ信号に変換する。このドライブ信号は、増幅器（図示せず）を介して、加振機２に与えられる。
The D /
非ガウス特性算出手段４２は、応答信号の非ガウス特性（応答非ガウス特性）を算出する。変換特性修正手段４４は、応答非ガウス特性が目標非ガウス特性に近づくように、クリッピングのレベルなどを修正する。 The non-Gaussian characteristic calculation means 42 calculates the non-Gaussian characteristic (response non-Gaussian characteristic) of the response signal. The conversion characteristic correction means 44 corrects the level of clipping and the like so that the response non-Gaussian characteristic approaches the target non-Gaussian characteristic.
以上のようにして、所望のクリッピング波形と同じ非ガウス特性を有するドライブ信号を、加振機２に与えることができる。
As described above, the drive signal having the same non-Gaussian characteristic as the desired clipping waveform can be provided to the
4.2ハードウエア構成
ハードウエア構成は、図２と同様である。
4.2 Hardware Configuration The hardware configuration is the same as in FIG.
4.3振動制御処理
図２０〜２２に、制御プログラム５２のフローチャートを示す。ステップＳ１〜Ｓ１１までは、実質的に、図１５、図１６のステップＳ１〜Ｓ１１と同じ処理である。ただし、図１５のステップＳ５と、図２０のステップＳ５において行われる処理は同様のものであるが、図２０のステップＳ５においては、ドライブ信号として使うことを想定されたものであるので、ドライブ信号と呼んでいる。
4.3 Vibration Control Process FIGS. 20 to 22 show a flowchart of the
ＣＰＵ５０は、ステップＳ５１において、制御用ＰＳＤから生成したドライブ信号を、与えられた所定レベルでクリッピングする。クリッピングされた波形は、非ガウス特性を持つことになる。ＣＰＵ５０は、クリッピング波形のクルトシスを算出し、目標クルトシスＫｔとする（ステップＳ５２）。なお、目標クルトシスＫｔは、最初に１回だけ算出して記録し、２回目以降の繰り返し時には更新しない。
In step S51, the
次に、ＣＰＵ５０は、ＦＦＴにより、クリッピング波形の位相の周波数特性を算出する（ステップＳ７）。さらに、制御用ＰＳＤに位相を与えて、逆ＦＦＴを行い、修正クリッピング波形を生成する（ステップＳ５９）。
Next, the
以上のようにして、複数フレームの修正クリッピング波形を得る。ＣＰＵ５０は、修正クリッピング波形に窓関数を乗じて、ずらしながら重畳し、連続したクリッピングドライブ信号を得る（ステップＳ１０、Ｓ１１）。
As described above, corrected clipping waveforms of a plurality of frames are obtained. The
ＣＰＵ５０は、このクリッピングドライブ信号をＤ／Ａ変換器１６に出力する（ステップＳ１６）。これにより、ドライブ信号にて加振機２が駆動される。
The
さらに、ＣＰＵ５０は、ドライブ信号のクルトシス（応答クルトシス）Ｋｄを算出する（ステップＳ５５）。このドライブクルトシスＫｄが、目標クルトシスＫｔよりも小さければ（大きければ）、クリッピングレベルを上げる（下げる）（ステップＳ５４）。したがって、次のクリッピングからは、修正されたレベルにしたがってクリッピングを行う。
Further, the
このようにして、クリッピングされたドライブ信号の非ガウス特性と同じ非ガウス特性を持つドライブ信号を加振機２に与えることができる。
In this way, a drive signal having the same non-Gaussian characteristic as the non-Gaussian characteristic of the clipped drive signal can be provided to the
4.4その他
(1)上記実施形態では、ドライブ信号のクリッピング処理に適用した例を示した。クリッピングを行うことにより、クルトシスを３以下とすることができる。したがって、このような性質を利用して、積極的にクルトシスが３以下となるような非ガウス性波形の制御を行うこともできる。
4.4 Other
(1) The above embodiment shows an example applied to the clipping processing of the drive signal. By performing clipping, kurtosis can be reduced to 3 or less. Therefore, it is possible to actively control non-Gaussian waveforms such that the kurtosis is 3 or less by utilizing such a property.
(2)上記実施形態では、ドライブ信号のクルトシスが目標クルトシスに合致するようにクリッピングレベルを修正してフィードバック制御を行っている。しかし、クリッピングレベル以外の要素を修正してフィードバック制御を行うようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, feedback control is performed by correcting the clipping level so that the kurtosis of the drive signal matches the target kurtosis. However, feedback control may be performed by correcting elements other than the clipping level.
たとえば、クリッピングを行った波形の非ガウス特性を目標非ガウス特性として算出した後は、この目標非ガウス特性になるように、第１の実施形態、第２の実施形態の制御を行うようにしてもよい。 For example, after the non-Gaussian characteristic of the waveform subjected to clipping is calculated as the target non-Gaussian characteristic, the control of the first embodiment and the second embodiment is performed so as to obtain the target non-Gaussian characteristic. It is also good.
(3)上記実施形態では、ドライブ信号のクルトシスが目標クルトシスに合致するようにクリッピングレベルを修正してフィードバック制御を行っている。しかし、クリッピングレベルとクルトシスとの関係を予め算出しておき、この関係に基づいて、所望のクルトシスとなるようなクリッピングレベルを決定するようにしてもよい。 (3) In the above embodiment, feedback control is performed by correcting the clipping level so that the kurtosis of the drive signal matches the target kurtosis. However, the relationship between the clipping level and the kurtosis may be calculated in advance, and based on this relationship, the clipping level may be determined so as to achieve the desired kurtosis.
(4)上記実施形態では、制御用ＰＳＤから複数フレームのドライブ信号を生成し、各フレームのドライブ信号をクリッピングした後に、連続化を行っている。所定レベルによるクリッピングを行う場合には、これでよいが、ＲＭＳ値を基準として定めたレベル（たとえば、ＲＭＳ値の６０％など）によりクリッピングを行う場合には、１フレームのＲＭＳ値ではなく複数フレーム分のＲＭＳ値を用いた方が好ましい。 (4) In the above embodiment, drive signals of a plurality of frames are generated from the control PSD, and the drive signals of each frame are clipped and then serialized. This is fine when clipping is performed at a predetermined level, but when clipping is performed at a level determined with reference to the RMS value (for example, 60% of the RMS value), plural frames instead of one frame RMS value It is preferable to use the RMS value of the minute.
この場合には、ドライブ信号生成手段１５において、複数フレームのドライブ信号を連続化し、これに対してクリッピング処理を行うようにすればよい。この場合、連続化したドライブ信号から、一部重畳するように１フレーム分のドライブ信号を取り出し、クリッピング処理を行った後、連続化を行うようにしてもよい。
In this case, drive signals of a plurality of frames may be made continuous in the drive
(5)上記実施形態では、加振機２や供試体４を含む系の伝達特性を考慮せずに、制御用ＰＳＤを生成してフィードバック制御を行うようにしている。しかし、図２３に示すように、系の制御特性を考慮してフィードバック制御を行う場合にも、この実施形態によるクリッピング処理を適用することができる。
(5) In the above embodiment, the control PSD is generated and feedback control is performed without considering the transfer characteristics of the system including the
図２３において、ドライブ信号生成手段１５は、制御用ＰＳＤを系の伝達特性を考慮した制御特性によって修正し、修正した制御用ＰＳＤに基づいてドライブ信号（連続したドライブ信号）を生成している。系の伝達特性は、信号の大きさなどによって一定ではないため、伝達特性を考慮したフィードバックを行うことにより、安定した処理を行うことができる。 In FIG. 23, the drive signal generation means 15 corrects the control PSD with a control characteristic in consideration of the transfer characteristic of the system, and generates a drive signal (continuous drive signal) based on the corrected control PSD. Since the transfer characteristic of the system is not constant depending on the magnitude of the signal, etc., stable processing can be performed by performing feedback in consideration of the transfer characteristic.
このようにフィードバック制御において系の伝達関数を考慮した制御を行う場合には、ドライブ信号のＰＳＤは制御ＰＳＤと異なったものとなる。したがって、修正クリッピング波形生成手段３８においては、制御用ＰＳＤを用いるのではなく、ドライブ信号ＰＳＤ算出手段５０によって、ドライブ信号のＰＳＤ（ドライブＰＳＤ）を算出し、これを用いるようにする。 As described above, when performing control in consideration of the transfer function of the system in feedback control, the PSD of the drive signal is different from the control PSD. Therefore, in the modified clipping waveform generation means 38, the drive signal PSD calculation means 50 calculates the PSD (drive PSD) of the drive signal and uses it instead of using the control PSD.
さらに、上記伝達特性を用いて、ガウス性波形どおりの振動を供試体４に与えるために、波形制御を行ってドライブ信号を生成する場合にも、上記のクリッピング処理を適用することができる。この場合の、全体構成図を図２４に示す。
Furthermore, the above-mentioned clipping processing can be applied even when waveform control is performed to generate a drive signal in order to give the
ガウス性波形生成手段２６は、系の伝達特性を考慮せずに、ガウス性波形（非ガウス性波形でもよい）を生成する。ドライブ信号生成手段４０は、このガウス性波形にて供試体４が振動するように、系の伝達特性を考慮した制御特性を用いてドライブ信号（連続したドライブ信号）を生成する。このドライブ信号に対する処理は、図２３と同じである。
The Gaussian waveform generation means 26 generates a Gaussian waveform (which may be a non-Gaussian waveform) without considering the transfer characteristic of the system. The drive signal generation means 40 generates a drive signal (a continuous drive signal) using a control characteristic in consideration of the transfer characteristic of the system so that the
以上のように、どのようなドライブ信号を用いるかに関係なく、この実施形態によるクリッピング処理を用いることができる。 As described above, the clipping process according to this embodiment can be used regardless of what drive signal is used.
(6)上記実施形態および変形例は、その本質に反しない限り、他の実施形態と組み合わせて実施可能である。 (6) The above embodiments and modifications can be implemented in combination with other embodiments as long as the essence is not violated.
Claims (8)
応答ＰＳＤを目標ＰＳＤと比較し、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤに等しくなるように制御用ＰＳＤを修正する制御用ＰＳＤ算出手段と、
制御用ＰＳＤにランダム位相を与えて逆周波数変換し、ガウス性波形を得るガウス性波形生成手段と、
前記ガウス性波形を変換特性に基づいて変換し、第１非ガウス性波形に変換する変換手段と、
前記第１非ガウス性波形を周波数変換し、各周波数成分の位相を非ガウス位相として算出する位相算出手段と、
前記制御ＰＳＤに前記非ガウス位相を与えて逆周波数変換し、第２非ガウス性波形を得て、ドライブ信号を生成するドライブ信号生成手段と、
を備えた振動制御装置。 Response spectrum calculating means for obtaining a response PSD by frequency-converting a response signal from a sensor that detects the vibration of the specimen;
Control PSD calculation means for comparing the response PSD with the target PSD and modifying the control PSD such that the response PSD is equal to the target PSD;
Gaussian waveform generation means for obtaining a Gaussian waveform by giving a random phase to the control PSD and performing inverse frequency conversion;
Conversion means for converting the Gaussian waveform based on conversion characteristics and converting it into a first non-Gaussian waveform;
Phase calculation means for frequency converting the first non-Gaussian waveform and calculating the phase of each frequency component as the non-Gaussian phase;
Drive signal generation means for giving a non-Gaussian phase to the control PSD and performing reverse frequency conversion to obtain a second non-Gaussian waveform and generate a drive signal;
Vibration control device equipped with.
前記ドライブ信号生成手段は、
第２非ガウス性波形と応答信号とが等しくなるように、振動試験機および供試体を含む系の伝達特性の逆特性を制御特性として、第２非ガウス性波形を変形してドライブ信号を得るドライブ信号制御手段と、
前記ドライブ信号と前記応答信号とに基づいて、前記伝達特性を算出し、前記制御特性を更新する制御特性更新手段と、
を備えていることを特徴とする振動制御装置。 In the vibration control device of claim 1,
The drive signal generation means
The second non-Gaussian waveform is deformed to obtain a drive signal by using the inverse characteristic of the transfer characteristic of the system including the vibration tester and the test body as a control characteristic so that the second non-Gaussian waveform and the response signal become equal. Drive signal control means;
Control characteristic updating means for calculating the transfer characteristic based on the drive signal and the response signal and updating the control characteristic;
A vibration control apparatus comprising:
前記応答信号の非ガウス特性を応答非ガウス特性として算出する非ガウス特性算出手段と、
応答非ガウス特性を目標非ガウス特性と比較し、応答非ガウス特性が目標非ガウス特性と合致するように、前記変換特性を修正する変換特性修正手段と、
をさらに備えた振動制御装置。 The vibration control device according to claim 1 or 2
Non-Gaussian characteristic calculation means for calculating the non-Gaussian characteristic of the response signal as a response non-Gaussian characteristic;
Transformation characteristic modification means for comparing the response non-Gaussian characteristic with the target non-Gaussian characteristic, and modifying the transformation characteristic so that the response non-Gaussian characteristic matches the target non-Gaussian characteristic;
Vibration control device further equipped with.
応答ＰＳＤを目標ＰＳＤと比較し、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤに等しくなるように制御用ＰＳＤを修正する制御用ＰＳＤ算出手段と、
制御用ＰＳＤにランダム位相を与えて逆周波数変換し、ガウス性波形を得るガウス性波形生成手段と、
前記ガウス性波形を所定の基準でクリッピングしてクリッピング波形を得るクリッピング手段と、
前記クリッピング波形を周波数変換し、各周波数成分の位相をクリッピング位相として算出する位相算出手段と、
前記制御用ＰＳＤに前記クリッピング位相を与えて逆周波数変換し、修正クリッピング波形を得て、ドライブ信号を生成するドライブ信号生成手段と、
を備えた振動制御装置。 Response spectrum calculating means for obtaining a response PSD by frequency-converting a response signal from a sensor that detects the vibration of the specimen;
Control PSD calculation means for comparing the response PSD with the target PSD and modifying the control PSD such that the response PSD is equal to the target PSD;
Gaussian waveform generation means for obtaining a Gaussian waveform by giving a random phase to the control PSD and performing inverse frequency conversion;
Clipping means for clipping the Gaussian waveform on a predetermined basis to obtain a clipping waveform;
Phase calculating means for frequency converting the clipping waveform and calculating the phase of each frequency component as the clipping phase;
Drive signal generation means for generating a drive signal by giving the clipping phase to the control PSD and performing reverse frequency conversion to obtain a corrected clipping waveform;
Vibration control device equipped with.
前記ドライブ信号生成手段は、
前記制御用ＰＳＤに前記クリッピング位相を与えて逆周波数変換し、修正クリッピング波形を得る修正クリッピング波形生成手段と、
修正クリッピング波形と応答信号とが等しくなるように、振動試験機および供試体を含む系の伝達特性の逆特性を制御特性として、修正クリッピング波形を変形してドライブ信号を得るドライブ信号制御手段と、
前記ドライブ信号と前記応答信号とに基づいて、前記伝達特性を算出し、前記制御特性を更新する制御特性更新手段と、
を備えていることを特徴とする振動制御装置。 In the vibration control device according to claim 4,
The drive signal generation means
Modified clipping waveform generation means for giving the clipping phase to the control PSD and performing inverse frequency conversion to obtain a modified clipping waveform;
Drive signal control means for obtaining a drive signal by deforming the corrected clipping waveform with the inverse characteristic of the transfer characteristic of the system including the vibration tester and the test object as the control characteristic so that the corrected clipping waveform and the response signal become equal;
Control characteristic updating means for calculating the transfer characteristic based on the drive signal and the response signal and updating the control characteristic;
A vibration control apparatus comprising:
前記応答信号の非ガウス特性を応答非ガウス特性として算出する非ガウス特性算出手段と、
応答非ガウス特性を目標非ガウス特性と比較し、応答非ガウス特性が目標非ガウス特性と合致するように、前記クリッピングの所定レベルを修正するクリッピング基準修正手段と、
をさらに備えた振動制御装置。 In the vibration control device according to claim 4 or 5,
Non-Gaussian characteristic calculation means for calculating the non-Gaussian characteristic of the response signal as a response non-Gaussian characteristic;
Clipping reference correction means for comparing the response non-Gaussian characteristic with the target non-Gaussian characteristic and correcting the predetermined level of the clipping such that the response non-Gaussian characteristic matches the target non-Gaussian characteristic;
Vibration control device further equipped with.
供試体の振動を検出するセンサからの応答信号を周波数変換し、応答ＰＳＤを得る応答スペクトル算出手段と、
応答ＰＳＤを目標ＰＳＤと比較し、応答ＰＳＤが目標ＰＳＤに等しくなるように制御用ＰＳＤを修正する制御用ＰＳＤ算出手段と、
制御用ＰＳＤにランダム位相を与えて逆周波数変換し、ドライブ信号を生成するドライブ信号生成手段と、
前記ドライブ信号を所定の基準でクリッピングしてクリッピング波形を得るクリッピング手段と、
前記クリッピング波形を周波数変換し、各周波数成分の位相をクリッピング位相として算出する位相算出手段と、
前記ドライブ信号のＰＳＤに前記クリッピング位相を与えて逆周波数変換し、修正クリッピング波形を得て、クリッピングドライブ信号を生成するクリッピングドライブ信号生成手段と、
を備えた振動制御装置。 A vibration control apparatus for controlling a vibrator to give a vibration having a target characteristic to a test object,
Response spectrum calculating means for obtaining a response PSD by frequency-converting a response signal from a sensor that detects the vibration of the specimen;
Control PSD calculation means for comparing the response PSD with the target PSD and modifying the control PSD such that the response PSD is equal to the target PSD;
Drive signal generation means for giving a random phase to the control PSD and performing reverse frequency conversion to generate a drive signal;
Clipping means for clipping the drive signal according to a predetermined standard to obtain a clipping waveform;
Phase calculating means for frequency converting the clipping waveform and calculating the phase of each frequency component as the clipping phase;
Clipping drive signal generation means for giving a clipping phase to the PSD of the drive signal and performing reverse frequency conversion to obtain a corrected clipping waveform and generate a clipping drive signal;
Vibration control device equipped with.
前記クリッピングドライブ信号の非ガウス特性をドライブ非ガウス特性として算出する非ガウス特性算出手段と、
ドライブ非ガウス特性を目標非ガウス特性と比較し、ドライブ非ガウス特性が目標非ガウス特性と合致するように、前記クリッピングの所定基準を修正するクリッピング基準修正手段と、
をさらに備えた振動制御装置。
In the vibration control device according to claim 7,
Non-Gaussian characteristic calculation means for calculating non-Gaussian characteristic of the clipping drive signal as a drive non-Gaussian characteristic;
Clipping criteria correction means for comparing a drive non-Gaussian property to a target non-Gaussian property and for modifying the predetermined criteria of the clipping such that the drive non-Gaussian property matches the target non-Gaussian property;
Vibration control device further equipped with.
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