JPH0567170B2 - - Google Patents

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JPH0567170B2
JPH0567170B2 JP62076084A JP7608487A JPH0567170B2 JP H0567170 B2 JPH0567170 B2 JP H0567170B2 JP 62076084 A JP62076084 A JP 62076084A JP 7608487 A JP7608487 A JP 7608487A JP H0567170 B2 JPH0567170 B2 JP H0567170B2
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transfer function
acceleration
input signal
displacement
electro
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  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気油圧サーボ系制御装置に係り、
特に油圧式振動試験機の電気油圧サーボ機構に好
適な電気油圧サーボ系制御装置に関するものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electro-hydraulic servo system control device,
In particular, the present invention relates to an electro-hydraulic servo system control device suitable for an electro-hydraulic servo mechanism of a hydraulic vibration testing machine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の電気油圧サーボ系制御装置は、例えば特
公昭51−29419号公報記載のように、予め試験体
の重量に応じて設定されるサーボ増幅器、速度フ
イードバツクおよび加速度フイードバツクの各ゲ
インの最適値を求めておき、試験体の重量が変つ
た場合、これらのフイードバツクゲイン値を調整
するようになつていた。
Conventional electro-hydraulic servo system control devices, for example, as described in Japanese Patent Publication No. 51-29419, calculate optimal values for each gain of the servo amplifier, velocity feedback, and acceleration feedback, which are set in advance according to the weight of the test object. These feedback gain values were then adjusted if the weight of the test specimen changed.

また、特公昭51−37547号公報記載のものは、
正弦波による加振に限定し、振動加速度の大きさ
に相当する直流電圧指令値と、振動台の加速度検
出器の出力を直流変換した直流電圧出力値とを比
較し、その偏差により加振機制御サーボ系に送る
正弦波入力信号レベルを調整するようになつてい
た。
In addition, those described in Japanese Patent Publication No. 51-37547 are
Limiting the excitation to sinusoidal waves, the DC voltage command value corresponding to the magnitude of vibration acceleration is compared with the DC voltage output value obtained by converting the output of the acceleration detector of the vibration table into DC, and the difference between the two is determined by the vibration exciter. It was designed to adjust the level of the sine wave input signal sent to the control servo system.

さらに、特開昭55−114930号公報記載の振動試
験機の安定制御装置は、信号発生装置からの変
位、速度および加速度などの入力信号の入力によ
り振動台の状態量に対応するモデル応答を模擬す
るモデル演算回路と、このモデル演算回路からの
モデル応答信号とフイードバツク回路からの状態
量信号および信号発生装置からの入力信号によつ
て、入力信号のゲインとフイードバツク信号のゲ
インを自動調整するゲイン調整回路とを有するも
のであつた。
Furthermore, the stability control device of the vibration testing machine described in JP-A-55-114930 simulates the model response corresponding to the state quantity of the vibration table by inputting input signals such as displacement, velocity, and acceleration from the signal generator. Gain adjustment that automatically adjusts the gain of the input signal and the gain of the feedback signal using the model calculation circuit that performs the calculation, the model response signal from the model calculation circuit, the state quantity signal from the feedback circuit, and the input signal from the signal generator. It had a circuit.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記特公昭51−29419号公報記載の従来技術で
は、振動台テーブル上の試験体重量を、油圧浮上
装置の油圧として圧力変換器により検出し、これ
に応じてサーボ増幅器、速度フイードバツクおよ
び加速度フイードバツクのゲイン値を自動的に設
定している。この方法は、技術的に簡単に実現で
き、現実的な方法であるが、次のような問題があ
つた。
In the prior art described in Japanese Patent Publication No. 51-29419, the test weight on the vibration table is detected by a pressure transducer as the hydraulic pressure of the hydraulic flotation device, and the servo amplifier, velocity feedback, and acceleration feedback are controlled accordingly. The gain value is set automatically. Although this method is technically easy to implement and is a practical method, it has the following problems.

1 積載荷重と各フイードバツクゲインの最適値
との関係をあらかじめ実験的に求めるために
は、種々の負荷を積載して試験データをとつて
おく必要があり、多大な時間を必要とする。
1. In order to experimentally determine the relationship between the live load and the optimal value of each feedback gain in advance, it is necessary to collect test data with various loads being loaded, which requires a large amount of time.

2 振動台テーブルが複数台の上下方向加振機を
持つ二次元、三次元振動台の場合は、試験体重
量を正確に求めることが難しい。
2. If the shaking table is a two-dimensional or three-dimensional shaking table with multiple vertical shakers, it is difficult to accurately determine the test weight.

3 フイードバツクゲイン自動調整系に異常が生
じた場合は、制御系が不安定となり発振する恐
れがある。
3. If an abnormality occurs in the feedback gain automatic adjustment system, the control system may become unstable and oscillate.

また、上記特公昭51−37574号公報記載の従来
技術では、加振波形が正弦波に限定されていて、
ランダム波、地震波には適用できないものであ
る。
Furthermore, in the prior art described in Japanese Patent Publication No. 51-37574, the excitation waveform is limited to a sine wave.
It cannot be applied to random waves or seismic waves.

正弦波の場合でも、基本波周波数成分に重畳す
る高次の周波数成分により、波形が歪んだ場合は
設定精度が著しく低下するなどの問題があつた。
Even in the case of a sine wave, there are problems such as a significant drop in setting accuracy when the waveform is distorted by higher-order frequency components superimposed on the fundamental frequency component.

さらに、上記特開昭55−114930号公報記載の従
来技術は、試験体重量の変動に対してゲイン調整
部の値を自動的に設定し、その制御系の安定を図
るという点で理論的なものであるが、現実的に
は、フイードバツクゲインの演算系または自動調
整系に異常が生じた場合や、試験機の特性が応答
モデルの特性と著しく異なる場合は適正な値が求
まらず制御系が不安定となり発振する恐れがある
ことについて配慮されていなかつた。
Furthermore, the conventional technology described in JP-A No. 55-114930 is based on a theoretical approach in that it automatically sets the value of the gain adjustment section in response to fluctuations in test weight and stabilizes the control system. However, in reality, if an abnormality occurs in the feedback gain calculation system or automatic adjustment system, or if the characteristics of the test machine are significantly different from the characteristics of the response model, it is difficult to find an appropriate value. However, no consideration was given to the possibility that the control system would become unstable and oscillate.

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、試験体重量により変化する
振動台制御系への伝達関数を、試験体の重量を検
出することなく、閉ループ制御系を常に安定な状
態に保ちうるように、閉ループ制御系の外にある
入力信号演算器の特性を調整することによつて補
正し、制御性能および操作性を向上する電気油圧
サーボ系制御装置を提供することを、その目的と
するものである。
The present invention was made in order to solve the problems of the prior art described above, and it is possible to transfer the transfer function to the shaking table control system, which changes depending on the weight of the test object, to a closed-loop control system without detecting the weight of the test object. To provide an electrohydraulic servo system control device that improves control performance and operability by adjusting and correcting the characteristics of an input signal calculator outside a closed loop control system so as to maintain a stable state at all times. This is its purpose.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために、本発明に係る電気
油圧サーボ系制御装置の構成は、信号発生器およ
び入力信号演算器を備えた入力回路系と、入力電
流によつて振動台に少なくとも変位を与える加振
機を備えた電気油圧サーボ系と、前記振動台の変
位、速度、および加速度を入力側にフイードバツ
クするフイードバツク回路系とからなる電気油圧
サーボ系制御装置において、上記入力信号演算器
は、振動台に変位を与えるための上記信号発生器
からの加速度指令信号の一回積分値および二回積
分値に相当する信号を算出し、加速度、速度、お
よび変位に相当する3種の信号情報を、当該信号
演算器と振動台とを含めた制御系の特性が一次遅
れ要素と特価になるような比率で出力するものと
し、前記制御系の周波数応答特性を求める伝達関
数測定器と、予め求めた最大許容荷重積載時の伝
達関数を目標伝達関数として記憶する記憶装置
と、前記伝達関数測定器により求めた試験体積載
時の伝達関数と前記記憶装置に記憶された目標伝
達関数とを比較演算し、前記入力信号演算器の3
種の信号について、前記試験体積載時の伝達関数
を前記目標伝達関数に近似させるための最適な比
率を求めて前記入力信号演算器の特性を適正値に
調整させるゲインコントローラとを備えたもので
ある。
In order to achieve the above object, an electrohydraulic servo system control device according to the present invention has an input circuit system including a signal generator and an input signal calculator, and an input current that applies at least a displacement to a vibration table. In an electro-hydraulic servo system control device comprising an electro-hydraulic servo system equipped with a vibration exciter and a feedback circuit system that feeds back the displacement, velocity, and acceleration of the vibration table to the input side, the input signal calculator is configured to A signal corresponding to the once-integrated value and twice-integrated value of the acceleration command signal from the signal generator for giving displacement to the table is calculated, and three types of signal information corresponding to acceleration, velocity, and displacement are calculated. The characteristics of the control system including the signal calculator and the vibration table shall be output at a ratio such that the characteristics of the control system are the same as the first-order lag element, and a transfer function measuring device for determining the frequency response characteristics of the control system and a previously determined A storage device that stores a transfer function when a maximum allowable load is loaded as a target transfer function, and a comparison calculation between a transfer function when a test volume is loaded obtained by the transfer function measuring device and a target transfer function stored in the storage device. , 3 of the input signal calculator
and a gain controller that adjusts the characteristics of the input signal calculator to an appropriate value by determining an optimal ratio for approximating the transfer function when the test volume is loaded to the target transfer function for the seed signal. be.

〔作用〕[Effect]

上記の技術的手段によれば、まず初めに、積載
荷重が、その振動台の最大許容荷重のときのサー
ボ増幅器、速度フイードバツクおよび加速度フイ
ードバツクの各ゲインを最適値となるように設定
する。
According to the above technical means, first, the gains of the servo amplifier, velocity feedback, and acceleration feedback are set to optimal values when the live load is the maximum permissible load of the vibration table.

その後は、振動台に積載する試験体の重量が変
つても、サーボ増幅器、速度フイードバツクおよ
び加速度フイードバツクの各ゲインは前記の値で
固定されているため、応答性は低下する。しか
し、安定性がそこなわれることはない。
After that, even if the weight of the test specimen loaded on the shaking table changes, the responsiveness will decrease because the gains of the servo amplifier, velocity feedback, and acceleration feedback are fixed at the above values. However, stability is not compromised.

最大許容荷重積載時の伝達関数を目標伝達関数
とすれば、試験体重量が変つたときの伝達関数
は、伝達関数測定器により求められる。この求め
られた伝達関数は、入力信号演算器の伝達関数と
サーボ系の伝達関数との積として表わされ、目標
伝達関数との差は積載荷重が変化したことにより
サーボ系の伝達関数が変つたことによるものであ
る。したがつて、サーボ系の伝達関数の変化を、
入力信号演算器の伝達関数を変えることにより補
正すれば、常に安定な状態で目標とする伝達関数
を保つことが可能となる。
If the transfer function when the maximum allowable load is loaded is the target transfer function, the transfer function when the test weight changes is determined by a transfer function measuring device. This obtained transfer function is expressed as the product of the input signal calculator's transfer function and the servo system's transfer function, and the difference from the target transfer function is due to the change in the servo system's transfer function due to a change in the live load. This is due to the fact that Therefore, the change in the transfer function of the servo system is
If the correction is made by changing the transfer function of the input signal calculator, it becomes possible to always maintain the target transfer function in a stable state.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の各実施例を第1図ないし第4図
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4.

まず、第1図は、本発明の一実施例に係る振動
試験機における電気油圧サーボ系制御装置の構成
を示す系統図、第2図は、その要部のブロツク
図、第3図は、第1図の装置に用いられる入力信
号演算器の制御回路図である。各図において、同
一符号のものは同一部分である。
First, FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of an electro-hydraulic servo system control device in a vibration testing machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of its main parts, and FIG. FIG. 2 is a control circuit diagram of an input signal calculator used in the device shown in FIG. 1; In each figure, parts with the same reference numerals are the same.

第1,2図において、1は、油圧式振動試験機
の振動台で、この振動台1は、例えば、図示しな
いが静圧軸受を使用した油圧浮上装置により駆動
されるものである。2は、振動台1に変位を与え
る油圧シリンダなどの加振機、3は、入力電流i
によつて加振機2に供給される油圧源4の圧油の
方向と流量とを制御するためのサーボ弁であり、
これらによつて振動台制御系すなわち電気油圧サ
ーボ系を構成している。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a vibration table of a hydraulic vibration testing machine, and this vibration table 1 is driven by, for example, a hydraulic flotation device using a hydrostatic bearing (not shown). 2 is a vibration exciter such as a hydraulic cylinder that gives displacement to the vibration table 1; 3 is an input current i;
A servo valve for controlling the direction and flow rate of pressure oil from the hydraulic source 4 supplied to the vibrator 2 by the
These constitute a shaking table control system, that is, an electro-hydraulic servo system.

5は信号発生器、6は、詳細を後述する入力信
号演算器、7は加算器、8はサーボ増幅器で、こ
れらは入力回路系を構成するものである。
5 is a signal generator, 6 is an input signal calculator whose details will be described later, 7 is an adder, and 8 is a servo amplifier, which constitute an input circuit system.

9は変位検出器、10は速度検出器、11は加
速度検出器、13は、速度フイードバツクのゲイ
ン調整部、14は、加速度フイードバツクのゲイ
ン調整部で、これらは、振動台1の変位、速度お
よび加速度を入力回路側にフイードバツクするフ
イードバツク回路を構成するものである。
9 is a displacement detector, 10 is a speed detector, 11 is an acceleration detector, 13 is a speed feedback gain adjustment section, and 14 is an acceleration feedback gain adjustment section, which are used to detect the displacement, speed and This constitutes a feedback circuit that feeds back acceleration to the input circuit side.

加算器7、サーボ増幅器8、電気油圧サーボ系
(振動台制御系)、フイードバツク回路系をもつて
閉ループ制御系が構成される。
A closed loop control system is comprised of an adder 7, a servo amplifier 8, an electro-hydraulic servo system (vibration table control system), and a feedback circuit system.

12は、目標伝達関数を格納する記憶装置、1
5は、入力信号演算器6、振動台1を含めた制御
系の周波数応答特性を求める伝達関数測定器、1
6は、詳細を後述するゲインコントローラであ
る。
12 is a storage device that stores the target transfer function;
5 is a transfer function measuring device for determining the frequency response characteristics of the control system including the input signal calculator 6 and the vibration table 1;
6 is a gain controller whose details will be described later.

さて、電気油圧サーボ機構におけるフイードバ
ツク要素には、例えば入力信号に対して変位の追
従制御をするために、振動台1の変位を変位検出
器9によつて電圧信号として検出し、加算器7に
フイードバツクされる主の変位フイードバツク回
路のほかに、補償用として振動台1の速度を速度
検出器10によつて検出して加算器7にフイード
バツクする速度フイードバツク回路と、振動台1
の振動加速度を加速度検出器11によつて検出し
て加算器7にフイードバツクする加速度フイード
バツク回路とを備えている。
Now, in the feedback element in the electro-hydraulic servomechanism, for example, in order to perform displacement follow-up control in response to an input signal, the displacement of the vibration table 1 is detected as a voltage signal by the displacement detector 9, and the voltage signal is sent to the adder 7. In addition to the main displacement feedback circuit that receives feedback, there is also a speed feedback circuit that detects the speed of the vibration table 1 by a speed detector 10 and feeds it back to the adder 7 for compensation, and
and an acceleration feedback circuit that detects the vibration acceleration by an acceleration detector 11 and feeds it back to the adder 7.

入力信号演算器6は、振動台1の出力の加速度
に相当する情報を取り込み、この情報を順次積分
して当該入力信号演算器6と振動台1とを含めた
制御系の特性が一次遅れ要素の特性と等価になる
ような比率で、速度に相当する情報および変位に
相当する情報に算出し、これら加速度、速度、変
位の3種の信号情報を電圧信号に変換して供給す
る。
The input signal calculator 6 takes in information corresponding to the acceleration of the output of the vibration table 1, and sequentially integrates this information so that the characteristics of the control system including the input signal calculator 6 and the vibration table 1 are first-order delay elements. Information corresponding to velocity and information corresponding to displacement are calculated at a ratio equivalent to the characteristics of , and these three types of signal information of acceleration, velocity, and displacement are converted into voltage signals and supplied.

加算器7は、フイードバツク回路系の主要素が
変位である場合は、この要素と変位に相当する情
報とを突き合せ、他の2つの入力情報すなわち速
度、加速度の情報を変位の入力情報に対する予測
信号として加算するものである。
When the main element of the feedback circuit system is displacement, the adder 7 compares this element with information corresponding to displacement, and uses the other two input information, namely velocity and acceleration information, to predict the displacement input information. It is added as a signal.

次に、本実施例の電気油圧サーボ系制御装置の
動作を説明する。
Next, the operation of the electro-hydraulic servo system control device of this embodiment will be explained.

振動台1に変位を与えるための加速度の指令
は、信号発生器5により電気信号Erとして与え
られる。すなわち、信号発生器5は、加速度波形
として記録されている過去の地震波形や擬似的な
地震波形としてのランダム波、あるいは加速度振
幅一定の正弦波などの情報を、電気信号Erとし
て発生する。
An acceleration command for giving displacement to the vibration table 1 is given by the signal generator 5 as an electric signal Er. That is, the signal generator 5 generates information such as a past earthquake waveform recorded as an acceleration waveform, a random wave as a pseudo earthquake waveform, or a sine wave with constant acceleration amplitude, as an electric signal Er.

入力信号演算器6では、前記信号発生器5から
入力される振動台1の加速度に相当する電気信号
Erから、この信号の一回積分値(速度に相当す
る信号)および二回積分値(変位に相当する信
号)を算出して、これら加速度、速度、および変
位に相当する3種の信号情報を、当該入力信号演
算器6と振動台1とを含む制御系の特性が一次遅
れ要素と等価になるような比率で、Ea,Ev,Ed
として出力する。
The input signal calculator 6 receives an electric signal corresponding to the acceleration of the vibration table 1 inputted from the signal generator 5.
From Er, calculate the single integral value (signal corresponding to velocity) and double integral value (signal equivalent to displacement) of this signal, and obtain three types of signal information corresponding to acceleration, velocity, and displacement. , Ea, Ev, Ed at a ratio such that the characteristics of the control system including the input signal calculator 6 and the vibration table 1 are equivalent to the first-order delay element.
Output as .

一方、実際の振動台1の変位は、変位検出器9
によつて電気信号として検出され、加算器7にフ
イードバツクされ変位に相当する情報Edと比較
される。その差は、制御偏差としてサーボ増幅器
8に伝えられ、増幅されたのちサーボ弁3に送ら
れる。サーボ弁3では、この入力電流iによつて
加振機2に供給する油圧源4の圧油の方向と流量
とを制御するので、振動台1は制御偏差が小さく
なる方向に動かされる。さらに、変位フイードバ
ツクの他に、特性改善用として、すなわち、閉ル
ープ制御系の安定性を増すための補償要素とし
て、振動台1の速度を速度検出器10により、振
動台1の加速度を加速度検出器11によりそれぞ
れ検出し、加算器7にフイードバツクしている。
On the other hand, the actual displacement of the shaking table 1 is measured by the displacement detector 9.
It is detected as an electrical signal by the adder 7, and is fed back to the adder 7, where it is compared with information Ed corresponding to the displacement. The difference is transmitted to the servo amplifier 8 as a control deviation, amplified, and then sent to the servo valve 3. The servo valve 3 uses this input current i to control the direction and flow rate of the pressure oil from the hydraulic source 4 that is supplied to the vibration exciter 2, so the vibration table 1 is moved in a direction that reduces the control deviation. Furthermore, in addition to the displacement feedback, the speed of the shaking table 1 is measured by a speed detector 10, and the acceleration of the shaking table 1 is measured by an acceleration detector 10, as a compensation element for improving characteristics, that is, increasing the stability of the closed-loop control system. 11, and feeds back to the adder 7.

伝達関数測定器15は、振動台1に対する加速
度指令の電気信号Erと加速度検出器11の出力
信号y¨とを取り込み、2つの信号間の伝達関数g
(s)を求める。
The transfer function measuring device 15 takes in the electric signal Er of the acceleration command for the vibration table 1 and the output signal y¨ of the acceleration detector 11, and calculates the transfer function g between the two signals.
Find (s).

この伝達関数g(s)は、ゲインコントローラ16
に送られ、予め求めて記憶装置12に格納されて
いる目標伝達関数(g0(s)と比較される。ここで目
標伝達関数g0(s)は、試験台1の最大許容荷重積載
時の伝達関数を目標としたものである。
This transfer function g(s) is determined by the gain controller 16
and is compared with the target transfer function (g 0 (s)) calculated in advance and stored in the storage device 12. Here, the target transfer function g 0 (s) is the maximum allowable load of the test bench 1 The target is a transfer function of .

この比較により、例えば試験体積載時の伝達関
数g(s)を予め求めてある目標伝達関数g0(s)に近似
させるように、すなわち、g(s)≒g0(s)となるよう
に、入力信号演算器6の3種類の信号Ed,Ev,
Eaの比率を後述する(1)〜(3)式で求める。これに
よつて、ゲインコントローラ16が、速度、加速
度に相当する入力信号Ev,Eaを、前記試験体積
算時の伝達関数g(s)を前記目標伝達関数g0(s)に近
似させるための最適値に自動的に設定し、制御系
の安定性を増すものである。
Through this comparison, for example, the transfer function g(s) when loading the test volume can be approximated to the target transfer function g 0 (s) determined in advance, that is, g(s)≒g 0 (s). , three types of signals Ed, Ev,
The ratio of Ea is determined using equations (1) to (3) described later. As a result, the gain controller 16 converts the input signals Ev and Ea corresponding to velocity and acceleration to approximate the transfer function g(s) at the time of calculating the test volume to the target transfer function g 0 (s). This automatically sets the optimum value and increases the stability of the control system.

第3図は、入力信号演算器6の動作原理を説明
する回路構成の図面である。2つの積分器20,
21を第3図に示すように組込み、加速度指令の
電気信号Erの一回積分値および二回積分値に相
当する信号を算出できるように構成すれば、加速
度に相当する入力信号Ea′、速度に相当する入力
信号Ev′、および変位に相当する入力信号Edを得
ることができる。そして、前記加速度、速度に相
当する入力信号Ea′,Ev′は、それぞれ乗算器2
3,22によりゲインコントローラ16からの加
速度、速度に相当する比率指令値Ai,Viに基づ
き最適な比率になるように乗算され、Ea,Evと
して出力される。
FIG. 3 is a drawing of a circuit configuration explaining the operating principle of the input signal calculator 6. As shown in FIG. two integrators 20,
21 as shown in Fig. 3 and configured to calculate signals corresponding to the single integral value and double integral value of the electric signal Er of the acceleration command, the input signal Ea' corresponding to the acceleration, the velocity An input signal Ev′ corresponding to , and an input signal Ed corresponding to displacement can be obtained. The input signals Ea' and Ev' corresponding to the acceleration and velocity are sent to the multiplier 2, respectively.
3 and 22 to obtain the optimum ratio based on the ratio command values Ai and Vi corresponding to the acceleration and velocity from the gain controller 16, and output as Ea and Ev.

次に、このような電気油圧サーボ系制御装置の
動作を説明する。
Next, the operation of such an electro-hydraulic servo system control device will be explained.

まず、振動台1の積載荷重が、当該振動台の最
大許容荷重で、サーボ増幅器8のゲインと速度フ
イードバツク、加速度フイードバツクのゲイン調
整部13,14との各ゲイン、および入力信号演
算器6の速度、加速度に相当する入力信号の比率
指定値Vi,Aiを最適値となるように設定する。
First, the load of the vibration table 1 is the maximum allowable load of the vibration table, and the gain of the servo amplifier 8, the speed feedback, the gains of the acceleration feedback gain adjustment units 13 and 14, and the speed of the input signal calculator 6 , the ratio designation values Vi and Ai of the input signals corresponding to the acceleration are set to optimal values.

この後に、伝達関数測定器で求めた前記初期の
伝達関数は目標伝達関数g0(s)として記憶装置12
に格納される。このとき、入力信号演算器6の伝
達関数をGi0(S,A,V)とし、電気油圧サーボ
系伝達関数をGs0(S)とすれば、目標伝達関数g0(s)
は、下式で表わされる。
After this, the initial transfer function obtained by the transfer function measuring device is stored in the storage device 12 as the target transfer function g 0 (s).
is stored in At this time, if the transfer function of the input signal calculator 6 is Gi 0 (S, A, V) and the electrohydraulic servo system transfer function is Gs 0 (S), the target transfer function g 0 (s)
is expressed by the following formula.

g0(s)=Gi0(S,A,V)・Gs0(S) ……(1) ここで、A=A0,V=V0とする。 g 0 (s)=Gi 0 (S, A, V)・Gs 0 (S)...(1) Here, A=A 0 and V=V 0 .

次に、振動台1上の試験体重量が変つた場合の
伝達関数g(s)は、下式で表わされる。
Next, the transfer function g(s) when the test weight on the shaking table 1 changes is expressed by the following formula.

g(s)=Gi0(S,A,V)・Gs(S) ……(2) したがつて、この伝達関数g(s)を目標伝達関数
g0(s)に近似させるには、下式により入力信号演算
器6の速度、加速度に相当する入力信号の比率指
令値Vi,Aiを求めばよい。
g(s)=Gi 0 (S, A, V)・Gs(S)...(2) Therefore, this transfer function g(s) is the target transfer function
In order to approximate g 0 (s), the ratio command values Vi, Ai of the input signal corresponding to the speed and acceleration of the input signal calculator 6 may be calculated using the following formula.

すなわち、ゲイン|Gi(S,A,V)・Gs(S)|
に最小二乗法によつて近似すれば、制御関数f
(A,V)は、 f(A,V)=Σ{20log|Gi(S,A,
V)|・|Gs(S)|−20log|g0(s)|}2 =Σ{20log|Gi(S,A,V)|/|G
i(S,A,V)|+20logg(s)/g0(s)}2……(3) となり、新たな試験体積載時に伝達関数G(S)を目
標伝達関数g0(s)に近似させるための最適な入力信
号の比率指令値Ai,Viが求められる。
That is, gain |Gi(S,A,V)・Gs(S)|
is approximated by the least squares method, the control function f
(A, V) is f(A, V)=Σ{20log|Gi(S, A,
V)|・|Gs(S)|−20log|g 0 (s)|} 2 = Σ{20log|Gi (S, A, V)|/|G
i(S, A, V) | +20logg(s)/g 0 (s)} 2 ...(3) When loading a new test volume, the transfer function G(S) becomes the target transfer function g 0 (s). The optimal input signal ratio command values Ai and Vi for approximation are found.

このように、本実施例の電気油圧サーボ系制御
装置によれば、振動台1に積載する試験体重量が
変化した場合でも、閉ループ系(加算器7、サー
ボ増幅器8、電気油圧サーボ系,フイードバツク
回路系)の外である入力回路の入力信号演算器6
で調整するため、常に安定な状態で伝達関数を一
定に保つことができる。
As described above, according to the electro-hydraulic servo system control device of this embodiment, even when the test weight loaded on the vibration table 1 changes, the closed-loop system (adder 7, servo amplifier 8, electro-hydraulic servo system, feedback Input signal calculator 6 of the input circuit outside the circuit system)
Since the transfer function is adjusted by , the transfer function can always be kept constant in a stable state.

換言すれば、試験体重量により変化する振動台
制御系の伝達関数を、パラメータを変えない状態
で試みに加振してみる、いわゆる試加振により求
め、入力信号演算器の伝達関数で補正するので、
試験体の重量を検出すること無く、閉ループ制御
系が常に安定な状態で一定に保つことができ、制
御性能および操作性が向上するなど、その効果は
大なるものがある。
In other words, the transfer function of the shaking table control system, which changes depending on the weight of the test weight, is determined by trial excitation without changing the parameters, and is corrected using the transfer function of the input signal calculator. So,
The closed-loop control system can be maintained in a stable state at all times without detecting the weight of the test specimen, resulting in significant effects such as improved control performance and operability.

次に、本発明の他の実施例を第4図を参照して
説明する。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

第4図は、本発明の他の実施例に係る電気油圧
サーボ系制御装置に用いるビジユアル装置の表示
画面の一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a display screen of a visual device used in an electro-hydraulic servo system control device according to another embodiment of the present invention.

第4図はaでは、目標伝達関数g0(s)を破線、試
験体重量が変つたときの目標伝達関数g(s)を実線
で示し、加速度、速度に相当する比率指令値Ai,
Viを初期の設定のままの状態を示し、第4図b
では、その比率指令値Ai,Viを変えて初期の特
性(目標伝達関数)に近い特性となつた伝達関数
g(s)を示している。
In Fig. 4, in a, the target transfer function g 0 (s) is shown as a broken line, and the target transfer function g (s) when the test weight changes is shown as a solid line, and the ratio command value Ai corresponding to acceleration and speed,
Figure 4b shows Vi with its initial settings.
The following shows a transfer function g(s) whose characteristics are close to the initial characteristics (target transfer function) by changing the ratio command values Ai and Vi.

ゲインコントローラ16に、視覚表示手段に係
るビジユアル装置を設け、第4図に示すように、
比率指令値Ai,Viを最適値にしたのちの伝達関
数g(s)と目標伝達関数g0(s)を表示すれば、比率指
令値Ai,Viを変えたのちの特性が事前に視覚に
よつて確認でき、近似計算時のエラーや近似度合
も把握することが可能となる。
The gain controller 16 is provided with a visual device related to visual display means, as shown in FIG.
By displaying the transfer function g(s) and the target transfer function g 0 (s) after setting the ratio command values Ai and Vi to their optimum values, you can visually see the characteristics after changing the ratio command values Ai and Vi in advance. Therefore, it is possible to check the errors and the degree of approximation during approximate calculation.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、試験体重
量により変化する振動台制御系への伝達関数を、
試験体の重量を検出することなく、閉ループ制御
系を常に安定な状態に保ちうるように、閉ループ
制御系の外にある入力信号演算器の特性を調整す
ることによつて補正し、制御性能および操作性を
向上する電気油圧サーボ系制御装置を提供するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, the transfer function to the shaking table control system, which changes depending on the test weight, is
In order to keep the closed-loop control system in a stable state at all times without detecting the weight of the test object, the control performance and It is possible to provide an electro-hydraulic servo system control device that improves operability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例に係る振動試験機
における電気油圧サーボ系制御装置の構成を示す
系統図、第2図は、その要部のブロツク図、第3
図は、第1図の装置に用いられる入力信号演算器
の制御回路図、第4図は、本発明の他の実施例に
係る電気油圧サーボ系制御装置に用いるビジユア
ル装置の表示画面の一例を示す図である。 1……振動台、2……加振機、6……入力信号
演算器、9……変位検出器、10……速度検出
器、11……加速度検出器、12……記憶装置、
15……伝達関数測定器、16……ゲインコント
ローラ、20,21……積分器、22,23……
乗算器。
FIG. 1 is a system diagram showing the configuration of an electro-hydraulic servo system control device in a vibration testing machine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of its main parts, and FIG.
The figure is a control circuit diagram of an input signal calculator used in the device shown in FIG. 1, and FIG. 4 is an example of a display screen of a visual device used in an electrohydraulic servo system control device according to another embodiment of the present invention. FIG. 1... Vibration table, 2... Vibrator, 6... Input signal calculator, 9... Displacement detector, 10... Speed detector, 11... Acceleration detector, 12... Storage device,
15... Transfer function measuring device, 16... Gain controller, 20, 21... Integrator, 22, 23...
Multiplier.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 信号発生器および入力信号演算器を備えた入
力回路系と、入力電流によつて振動台に少なくと
も変位を与える加振機を備えた電気油圧サーボ系
と、前記振動台の変位、速度、および加速度を入
力側にフイードバツクするフイードバツク回路系
とからなる電気油圧サーボ系制御装置において、 上記入力信号演算器は、振動台に変位を与える
ための上記信号発生器からの加速度指令信号の一
回積分値および二回積分値に相当する信号を算出
し、加速度、速度、および変位に相当する3種の
信号情報を、当該信号演算器と振動台とを含めた
制御系の特性が一次遅れ要素と等価になるような
比率で出力するものとし、 前記制御系の周波数応答特性を求める伝達関数
測定器と、 予め求めた最大許容荷重積載時の伝達関数を目
標伝達関数として記憶する記憶装置と、 前記伝達関数測定器により求めた試験体積載時
の伝達関数と前記記憶装置に記憶された目標伝達
関数とを比較演算し、前記入力信号演算器の3種
の信号について、前記試験体積載時の伝達関数を
前記目標伝達関数に近似させるための最適な比率
を求めて前記入力信号演算器の特性を適正値に調
整させるゲインコントローラとを備えたことを特
徴とする電気油圧サーボ系制御装置。 2 特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、
ゲインコントローラは、入力信号演算器の3種の
信号の比率を最適値に調整したのちの振動台制御
系の特性を予測して表示しうる視覚表示手段を備
えたことを特徴とする電気油圧サーボ系制御装
置。
[Scope of Claims] 1. An input circuit system equipped with a signal generator and an input signal calculator, an electrohydraulic servo system equipped with a vibrator that gives at least a displacement to the vibration table by an input current, and the vibration table. In an electro-hydraulic servo system control device comprising a feedback circuit system that feeds back the displacement, velocity, and acceleration of A signal corresponding to a single integral value and a double integral value of the signal is calculated, and three types of signal information corresponding to acceleration, velocity, and displacement are calculated based on the characteristics of the control system including the signal calculator and the vibration table. A transfer function measuring device is used to measure the frequency response characteristics of the control system, and a predetermined transfer function when the maximum allowable load is loaded is stored as a target transfer function. a storage device, and compares and calculates the transfer function obtained by the transfer function measuring device when the test volume is loaded with the target transfer function stored in the storage device, and performs the test on the three types of signals of the input signal calculator. An electro-hydraulic servo system comprising: a gain controller that adjusts the characteristics of the input signal calculator to an appropriate value by determining an optimal ratio for approximating the transfer function during volume loading to the target transfer function. Control device. 2. In what is stated in claim 1,
The gain controller is an electro-hydraulic servo characterized by having a visual display means capable of predicting and displaying the characteristics of the shaking table control system after adjusting the ratio of three types of signals of the input signal calculator to an optimal value. System control device.
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