JPH076866B2 - Vibration control device - Google Patents

Vibration control device

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Publication number
JPH076866B2
JPH076866B2 JP4058062A JP5806292A JPH076866B2 JP H076866 B2 JPH076866 B2 JP H076866B2 JP 4058062 A JP4058062 A JP 4058062A JP 5806292 A JP5806292 A JP 5806292A JP H076866 B2 JPH076866 B2 JP H076866B2
Authority
JP
Japan
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spectrum
signal
low frequency
vibration
control device
Prior art date
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JP4058062A
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Inventor
和良 上野
吉綱 石川
和彦 松尾
孝二 堀内
Original Assignee
アイエムブイ株式会社
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Publication date
Application filed by アイエムブイ株式会社 filed Critical アイエムブイ株式会社
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Publication of JPH076866B2 publication Critical patent/JPH076866B2/en
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  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、振動環境をシミュレ
ートするために用いる振動制御装置に関するものであ
り、特に振動発生器に悪影響のある低周波出力信号の除
去に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration control device used for simulating a vibration environment, and more particularly to removing a low frequency output signal which adversely affects a vibration generator.

【0002】[0002]

【従来の技術】輸送中や稼働中に製品に与えられる不規
則振動により、製品が故障に至ることは一般によく知ら
れている。そこで、試作や量産の各段階において、シミ
ュレータにより、製品に不規則振動を与えて耐振動性を
試験することが行われており、これを振動試験と呼んで
いる。このような振動試験において振動発生器を制御す
るのが、振動制御装置である。
2. Description of the Related Art It is generally well known that a product is damaged due to random vibrations given to the product during transportation or operation. Therefore, at each stage of trial manufacture and mass production, a simulator is used to test the vibration resistance by giving random vibration to the product, which is called a vibration test. A vibration control device controls the vibration generator in such a vibration test.

【0003】現実の稼働環境や輸送環境におかれた機器
に加わる振動は、一般的に不規則な波形をしており、た
とえば正弦波にみられるような明瞭な規則性は見出され
ない。このような不規則な波形そのものを、機器に加え
ることは困難である。そこで、現実に加わる不規則波形
パワースペクトル密度を算出し、当該目標とするパワー
スペクトル密度(目標スペクトルという)を有する波形
を機器に加えるようにしている。
The vibration applied to the equipment in the actual operating environment or transportation environment generally has an irregular waveform, and no clear regularity such as that seen in a sine wave is found. It is difficult to add such an irregular waveform itself to the device. Therefore, an irregular waveform power spectrum density actually added is calculated, and a waveform having the target power spectrum density (referred to as a target spectrum) is added to the device.

【0004】ここで、考慮すべきことは、振動発生器自
体も周波数特性を有するということである。したがっ
て、単に、目標スペクトル有するドライブ信号を振動発
生器に与えるだけでは、目標とするスペクトルを有する
振動を機器に与えることはできない。そこで、振動発生
器の周波数応答性を考慮した上で、目標スペクトルを補
正し、これをドライブスペクトルとして持つ時系列信号
を生成し、これを振動発生器に与えるようにしている。
Here, it should be taken into consideration that the vibration generator itself also has frequency characteristics. Therefore, it is not possible to give a vibration having a target spectrum to the device simply by giving a drive signal having a target spectrum to the vibration generator. Therefore, in consideration of the frequency response of the vibration generator, the target spectrum is corrected, a time series signal having this as a drive spectrum is generated, and this is given to the vibration generator.

【0005】つぎに、特開平2-98717公報に開示されて
いる振動制御装置20の構成および振動制御方法を図5を
用いて説明する。振動制御装置20に接続されている振動
発生器2は、入力された電気信号に基づいて、振動を発
生するものである。振動試験を行う対象である機器は、
供試体4として振動発生器2に固定される。供試体4に
は、加速度ピックアップ6が取り付けられている。供試
体4の振動は加速度ピックアップ6により電気信号に変
換される。この電気信号は、ローパスフィルタ9によ
り、高周波信号が除去されたのち、A/D変換器8に与
えられる。したがって、供試体4の振動状況を表わすア
ナログ信号は、A/D変換器8によってディジタル信号
に変換される。このディジタル信号はフーリエ変換手段
10に入力され、位相角の捨てられた絶対値としてのパワ
ースペクトル密度が演算される。このパワースペクトル
密度を応答スペクトルという。なお、このような演算を
計算機上で実行するためには、変換の離散化が必要であ
り、実際には、離散フーリエ変換を行う。
Next, the configuration and vibration control method of the vibration control device 20 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-98717 will be described with reference to FIG. The vibration generator 2 connected to the vibration control device 20 generates vibration based on the input electric signal. The equipment to be subjected to the vibration test is
The specimen 4 is fixed to the vibration generator 2. An acceleration pickup 6 is attached to the test piece 4. The vibration of the sample 4 is converted into an electric signal by the acceleration pickup 6. This electric signal is supplied to the A / D converter 8 after the high frequency signal is removed by the low pass filter 9. Therefore, the analog signal representing the vibration state of the sample 4 is converted into a digital signal by the A / D converter 8. This digital signal is a Fourier transform means
The power spectral density is input as 10 and the absolute value of the phase angle is discarded to calculate the power spectral density. This power spectral density is called a response spectrum. In order to execute such an operation on a computer, it is necessary to discretize the transform, and in practice, the discrete Fourier transform is performed.

【0006】この際、演算速度の速い高速フーリエ変換
FFTアルゴリズムを用いるのが一般的である。上記の
様に離散フーリエ変換を行うことから、得られる応答ス
ペクトルは線スペクトルとなる。
At this time, it is general to use a fast Fourier transform FFT algorithm having a high calculation speed. Since the discrete Fourier transform is performed as described above, the obtained response spectrum becomes a line spectrum.

【0007】このようにして演算された応答スペクトル
は、制御演算手段12において、目標スペクトルと比較さ
れる。比較の結果、次に与えるべきスペクトルが演算さ
れる。これをドライブスペクトルといい、やはり線スペ
クトルである。逆フーリエ変換手段14は、このドライブ
スペクトルにランダムな位相を与え、逆フーリエ変換を
行う。すなわち、時間関数のディジタルデータに再変換
される。このディジタルデータはD/A変換器18によっ
てアナログ信号に変換された後、ローパスフィルタ21で
高周波成分を除去し振動発生器2に与えられる。
The response spectrum thus calculated is compared with the target spectrum in the control calculation means 12. As a result of the comparison, the spectrum to be given next is calculated. This is called the drive spectrum, which is also the line spectrum. The inverse Fourier transform means 14 gives a random phase to this drive spectrum and performs an inverse Fourier transform. That is, it is reconverted into digital data of a time function. This digital data is converted into an analog signal by the D / A converter 18, and then the high-frequency component is removed by the low-pass filter 21 and is given to the vibration generator 2.

【0008】上記の動作が繰り返され、供試体4に、目
標スペクトルを有する振動が加えられる。
The above-mentioned operation is repeated, and the vibration having the target spectrum is applied to the sample 4.

【0009】ところで、逆フーリエ変換手段14によって
時間関数に変換されたデータは、ディジタルデータであ
るので、供試体4には、離散化されたスペクトルを有す
る振動が与えられることとなる。そこで、振動制御装置
20においては、実際に存在する振動に近づけるために、
窓操作手段16によって、離散化されたスペクトルをなめ
らかに連続させるようにしている。
By the way, since the data converted into the time function by the inverse Fourier transforming means 14 is digital data, the sample 4 is given vibration having a discretized spectrum. Therefore, the vibration control device
At 20, in order to approximate the vibration that actually exists,
The window operating means 16 makes the discretized spectrum smoothly continuous.

【0010】窓操作手段16の具体的なデータ変換動作を
説明する。まず、フーリエ変換手段10に入力されたT秒
分のデータ(1フレームと呼ぶ)のデータを循環メモリ
に記憶し、読出先頭位置を変えることにより、複数フレ
ームのデータを作成する。つぎに、フレームとフレーム
の間のデータに連続性を持たせるため、窓操作が行われ
る。この窓操作を図6、および図7を用いて説明する。
図6は1つのフレームを基に作成された2つのフレーム
101、102を表わしたものである。実際にはこれらのデー
タはディジタル信号であるが、理解を容易にするためア
ナログ信号の形式で表示している。これらの各信号101、
102に、正弦半波(1/2波長分の正弦関数)またはHannin
g関数等による適切な窓関数を掛合わせ、図7に示す波
形201、202を得る。この各波形201、202を時間軸上でずら
せながら重ね合せ、出力信号300を得ている。
A specific data conversion operation of the window operating means 16 will be described. First, the data of T seconds worth of data (referred to as one frame) input to the Fourier transform means 10 is stored in the circulation memory, and the read start position is changed to create a plurality of frames of data. Next, a window operation is performed so that the data between the frames has continuity. This window operation will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
Figure 6 shows two frames created based on one frame
It represents 101 and 102. Actually, these data are digital signals, but are displayed in the form of analog signals for easy understanding. Each of these signals 101,
102 is a half-sine wave (sine function for half wavelength) or Hannin
An appropriate window function such as a g-function is multiplied to obtain waveforms 201 and 202 shown in FIG. The output signals 300 are obtained by superimposing the waveforms 201 and 202 while shifting them on the time axis.

【0011】このような処理を施して得られたデータを
スペクトル成分で見ると、図8Aの各スペクトルライン
上の線スペクトル線分73が図8Bに示すように、元の成
分周波数を中心にして広がりをもつ連続スペクトル成分
74に変化する。各スペクトルラインごとに生じるこのよ
うな「しみ出し」の効果が重なり合って、全体のスペク
トル75が形成される。すなわち、窓操作手段16によって
窓操作を行なうことにより、離散化されたスペクトルを
もつデータを連続スペクトルをもつデータに変換させる
ことができる。
Looking at the data obtained by performing such processing in terms of spectrum components, the line spectrum segment 73 on each spectrum line in FIG. 8A is centered around the original component frequency as shown in FIG. 8B. Continuous spectral component with spread
Change to 74. The effect of such "bleeding" that occurs for each spectral line overlaps to form the entire spectrum 75. That is, by performing the window operation by the window operation means 16, the data having the discretized spectrum can be converted into the data having the continuous spectrum.

【0012】「しみ出し」の効果が重なり合って形成さ
れる全体のスペクトル75について同図を用いて詳細に説
明する。なお同図A、Bとも横軸は、周波数軸であり、
縦軸はパワースペクトル密度を表わしており、また周波
数の分解能Δfは2.5Hzである。
The entire spectrum 75 formed by overlapping the effects of "bleeding" will be described in detail with reference to FIG. The horizontal axis in both A and B in the figure is the frequency axis,
The vertical axis represents the power spectrum density, and the frequency resolution Δf is 2.5 Hz.

【0013】仮に、同図Aに示すようなドライブスペク
トル73が得られているとする。ドライブスペクトル73
は、周波数10Hz以上の領域にパワースペクトル密度が存
在し、周波数10Hz以下の領域においてはパワースペクト
ル密度は0である目標スペクトルを実現するために必要
なスペクトルである。なお、この例では簡単のため、被
制御系の伝達特性はフラットであると仮定している。
It is assumed that the drive spectrum 73 as shown in FIG. Drive spectrum 73
Is a spectrum necessary for realizing a target spectrum in which the power spectrum density exists in the frequency range of 10 Hz or higher and the power spectrum density is 0 in the frequency range of 10 Hz or lower. In this example, for simplicity, it is assumed that the transfer characteristic of the controlled system is flat.

【0014】このようなドライブスペクトル73をもつ周
波数領域データを造り、逆フーリエ変換を行い、窓操作
手段16によって、そのスペクトル構造を連続化し、D/
A変換器18によってアナログ信号に変換し、振動発生器
2に与える。そして、供試体4の振動状況を表わすアナ
ログ信号を、ディジタル信号に変換し、応答スペクトル
を見てみると、図8Bに示すドライブスペクトル75に対
応して、各スペクトルラインごとに「しみ出し」が発生
している。
Frequency domain data having such a drive spectrum 73 is created, an inverse Fourier transform is performed, and the spectral structure is made continuous by the window operating means 16, and D /
It is converted into an analog signal by the A converter 18 and given to the vibration generator 2. Then, when the analog signal representing the vibration state of the sample 4 is converted into a digital signal and the response spectrum is examined, “bleeding” is found for each spectrum line corresponding to the drive spectrum 75 shown in FIG. 8B. It has occurred.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
振動制御装置20においては、つぎに述べるような問題が
あった。窓操作により生ずる「しみ出し」は、当然図8
Bに示すように、周波数10Hz以下の部分にも発生する。
その結果、このような低いスペクトル成分の「しみ出
し」を含むドライブ信号が、振動発生器2に与えられ
る。これにより、目標スペクトルには存在しない低いス
ペクトル成分の振動も、供試体4に与えられることとな
る。
However, the conventional vibration control device 20 has the following problems. The "bleeding out" caused by the window operation is naturally shown in FIG.
As shown in B, it also occurs in a portion with a frequency of 10 Hz or less.
As a result, a drive signal containing such low spectral component "bleeding" is provided to the vibration generator 2. As a result, the vibration of the low spectrum component which does not exist in the target spectrum is also given to the sample 4.

【0016】ここで、振動発生器2に発生する変位D
は、スペクトル成分の周波数fsの2乗に反比例して大
きくなる。したがって、上記周波数fsが数10Hz以上の
場合は、「しみ出し」による変位増加の絶対量は小さ
く、振動発生器2に対して悪影響を与えるという問題は
ない。しかし、周波数fsが10Hz以下の低周波領域で
は、「しみ出し」による変位増加の絶対量が大きくな
り、振動発生器2に対して、定格(通常10〜25mm(0-P)
程度)をこえる変位を与えることとなる。
Here, the displacement D generated in the vibration generator 2
Becomes larger in inverse proportion to the square of the frequency fs of the spectral component. Therefore, when the frequency fs is several tens Hz or more, the absolute amount of displacement increase due to "bleeding" is small, and there is no problem that the vibration generator 2 is adversely affected. However, in the low-frequency region where the frequency fs is 10 Hz or less, the absolute amount of displacement increase due to "bleeding" becomes large, and the vibration generator 2 is rated (usually 10 to 25 mm (0-P)
Displacement) will be given.

【0017】このような問題を解決するため、従来は、
低周波領域(10Hz以下)に大きな目標スペクトル成分を
有する振動試験にあたっては、定格変位値の大きな振動
発生器を用いるか、もしくは周波数の分解能Δfを小さ
くすることにより対処していた。しかし、低周波領域に
大きな目標スペクトル成分を有する振動試験において
は、定格変位値の大きな振動発生器を用いなければなら
ないすると、振動試験ができる振動発生器が限定され
る。また、周波数の分解能Δfを小さくすることは、演
算速度の低下を招くと共に、より大きな記憶容量が必要
となる。
In order to solve such a problem, conventionally,
In the vibration test having a large target spectrum component in the low frequency region (10 Hz or less), a vibration generator having a large rated displacement value is used or the frequency resolution Δf is reduced. However, in a vibration test having a large target spectrum component in the low frequency region, if a vibration generator having a large rated displacement value has to be used, the vibration generator that can perform the vibration test is limited. In addition, reducing the frequency resolution Δf causes a decrease in calculation speed and requires a larger storage capacity.

【0018】この発明は、上記のような問題点を解決
し、定格変位値の小さな振動発生器でも、低周波領域に
大きな目標スペクトル成分を有する振動試験を行うこと
ができるとともに、演算速度の低下や記憶容量の増大を
防止することができる振動制御装置を提供することを目
的とする。
The present invention solves the above-mentioned problems, and even a vibration generator having a small rated displacement value can perform a vibration test having a large target spectrum component in the low frequency region, and the calculation speed is reduced. It is an object of the present invention to provide a vibration control device that can prevent an increase in storage capacity.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1にかかる振動制
御装置は、窓操作手段が各フレームをずらしながら重ね
合わせることにより発生する不要な低周波出力信号を除
去する低周波出力信号除去手段を備えたことを特徴とす
る。
A vibration control device according to a first aspect of the present invention includes a low frequency output signal removing means for removing an unnecessary low frequency output signal generated by the window operating means overlapping each other while shifting each frame. It is characterized by having.

【0020】請求項2にかかる振動制御装置は、さらに
低周波出力信号除去手段が除去する低周波は、10Hz以
下であることを特徴とする。
The vibration control device according to a second aspect is further characterized in that the low frequency removed by the low frequency output signal removing means is 10 Hz or less.

【0021】請求項3にかかる振動制御装置は、さらに
低周波出力信号除去手段が除去する低周波の領域が選択
可能であることを特徴とする。
The vibration control device according to claim 3 is further characterized in that the low frequency region removed by the low frequency output signal removing means can be selected.

【0022】[0022]

【作用】請求項1および請求項2にかかる振動制御装置
においては、低周波出力信号除去手段が、窓操作手段が
各フレームをずらしながら重ね合わせることにより発生
する不要な低周波出力信号を除去する。したがって、振
動発生器にその定格をこえる変位を与えることを防止す
ることができる。
In the vibration control device according to the first and second aspects, the low-frequency output signal removing means removes an unnecessary low-frequency output signal generated by the window operating means overlapping the frames while shifting them. . Therefore, it is possible to prevent the vibration generator from being displaced beyond its rated value.

【0023】請求項3にかかる振動制御装置は、さらに
低周波出力信号除去手段が除去する低周波の領域が選択
可能であることを特徴とする。したがって除去する低周
波出力信号を選択することができる。
The vibration control device according to a third aspect of the present invention is further characterized in that the low frequency region removed by the low frequency output signal removing means can be selected. Therefore, the low frequency output signal to be removed can be selected.

【0024】[0024]

【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。図1に、この発明に係る振動制御装置の一実施例を
ブロック図で示す。振動制御装置は、高周波入力信号除
去手段23、A/D変換器8、フーリエ変換手段10、目標
スペクトル記憶手段11、制御演算手段12、逆フーリエ変
換手段14、窓操作手段16、D/A変換器18、高周波出力
信号除去手段22、および低周波出力信号除去手段19を備
えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a vibration control device according to the present invention. The vibration control device includes a high frequency input signal removing means 23, an A / D converter 8, a Fourier transforming means 10, a target spectrum storing means 11, a control calculating means 12, an inverse Fourier transforming means 14, a window operating means 16, a D / A converting means. And a high frequency output signal removing means 22 and a low frequency output signal removing means 19.

【0025】振動制御装置に接続されている振動発生器
2は、入力された電気信号に基づいて、振動を発生する
ものである。振動試験を行う対象である機器は、供試体
4として振動発生器2に固定されている。また供試体4
には、加速度ピックアップ6が取り付けられている。
The vibration generator 2 connected to the vibration control device generates a vibration based on the input electric signal. The device to be subjected to the vibration test is fixed to the vibration generator 2 as the sample 4. Sample 4
An acceleration pickup 6 is attached to the.

【0026】加速度ピックアップ6は、供試体4の振動
を検出し電気信号に変換する。この電気信号(アナログ
信号)は、高周波入力信号除去手段23により、高周波信
号が除去されたのち、A/D変換器8に与えられ、ディ
ジタル信号に変換される。このディジタル信号から、フ
ーリエ変換手段10により、応答スペクトルが演算され
る。演算された応答スペクトルは、制御演算手段12にお
いて、目標スペクトルと比較される。比較の結果、ドラ
イブスペクトルが演算され、さらに逆フーリエ変換手段
14により、逆フーリエ変換が行われる。これにより、上
記ドライブスペクトルは、時間関数のディジタルデータ
に再変換される。再変換されたディジタルデータは、窓
操作手段16によって、スペクトルが連続化された数フレ
ーム分のディジタルデータに変換される。このディジタ
ルデータはD/A変換器18によってアナログ信号に変換
され、高周波出力信号除去手段22によって高周波成分を
除去される。
The acceleration pickup 6 detects the vibration of the test piece 4 and converts it into an electric signal. This electric signal (analog signal) is supplied to the A / D converter 8 and converted into a digital signal after the high frequency input signal removing means 23 removes the high frequency signal. From this digital signal, the Fourier transform means 10 calculates the response spectrum. The calculated response spectrum is compared with the target spectrum in the control calculation means 12. As a result of the comparison, the drive spectrum is calculated and further the inverse Fourier transform means
The inverse Fourier transform is performed by 14. As a result, the drive spectrum is reconverted into time function digital data. The reconverted digital data is converted by the window operating means 16 into digital data for several frames in which the spectrum is continuous. This digital data is converted into an analog signal by the D / A converter 18, and the high frequency output signal removing means 22 removes the high frequency component.

【0027】ところで、窓操作手段16によって窓操作を
行うことによって、上述の低周波領域における不要な
「しみ出し」が発生する。そこで、振動制御装置におい
ては、高周波出力信号除去手段22によって高周波成分を
除去した後、低周波出力信号除去手段19により、不要な
低周波出力信号を除去するようにしている。その後、不
要な低周波出力信号を除去した出力信号が、振動発生器
2に与えられる。このような動作が繰り返され、供試体
4に、目標スペクトルを有する振動が加えられる。 図
2に、図1の各機能をCPUを用いて実現したハードウ
ェアー構成の一例を示す。CPU150は、ROM154のプ
ログラムに従い、バスライン50を介して、各部を制御す
る。RAM152には、試験実施の際にその実施状況によ
って決まるドライブスペクトルや目標スペクトル等が記
憶される。ROM154には、CPU150の制御プログラム
等が記憶される。
By performing the window operation by the window operation means 16, unnecessary "bleeding" occurs in the above-mentioned low frequency region. Therefore, in the vibration control device, the high frequency output signal removing means 22 removes high frequency components, and then the low frequency output signal removing means 19 removes unnecessary low frequency output signals. Then, the output signal from which the unnecessary low frequency output signal is removed is given to the vibration generator 2. Such an operation is repeated, and the vibration having the target spectrum is applied to the sample 4. FIG. 2 shows an example of a hardware configuration in which each function of FIG. 1 is realized by using a CPU. The CPU 150 controls each unit via the bus line 50 according to the program of the ROM 154. The RAM 152 stores a drive spectrum, a target spectrum, and the like that are determined by the execution status of the test. The ROM 154 stores the control program of the CPU 150 and the like.

【0028】この装置の動作を、第2図、および第3図
のフローチャートを参照して説明する。加速度ピックア
ップ6は、供試体4の振動を検出し電気信号に変換す
る。この電気信号(アナログ信号)は、ローパスフィル
タ9により、高周波信号が除去されたのち、A/D変換
器8に与えられ、ディジタル信号に変換される。このデ
ィジタル信号は、RAM152に記憶される。CPU150
は、RAM152に記憶されたデータを読み出し(図3ス
テップS1)、位相角の捨てられた絶対値としてのパワー
スペクトル密度を演算し、演算結果をRAM152に記憶
させる(ステップS2)。このパワースペクトル密度を応
答スペクトルという。なお、このような演算を計算機上
で実行するためには、変換の離散化が必要であるので、
本実施例においては、離散フーリエ変換を行い、その
際、演算速度の速い高速フーリエ変換FFTアルゴリズ
ムを用いた。このように離散フーリエ変換を行うことか
ら、得られる応答スペクトルは線スペクトルとなる。
The operation of this apparatus will be described with reference to the flow charts of FIGS. 2 and 3. The acceleration pickup 6 detects the vibration of the sample 4 and converts it into an electric signal. This electric signal (analog signal) is supplied to the A / D converter 8 after the high frequency signal is removed by the low pass filter 9, and is converted into a digital signal. This digital signal is stored in the RAM 152. CPU150
Reads out the data stored in the RAM 152 (step S1 in FIG. 3), calculates the power spectrum density as the absolute value of the discarded phase angle, and stores the calculation result in the RAM 152 (step S2). This power spectral density is called a response spectrum. In order to execute such an operation on a computer, it is necessary to discretize the transformation, so
In this embodiment, the discrete Fourier transform is performed, and at this time, the fast Fourier transform FFT algorithm, which has a high calculation speed, is used. Since the discrete Fourier transform is performed in this way, the obtained response spectrum becomes a line spectrum.

【0029】つぎに、CPU150は、RAM152にあらか
じめ記憶されている目標スペクトルと、前記応答スペク
トルとを比較し、次に与えるべきドライブスペクトルを
演算し、演算結果をRAM152に記憶させる(ステップS
3)。なおドライブスペクトルも線スペクトルである。
CPU150は、RAM152に記憶されているドライブスペ
クトルにランダムな位相を与え、逆フーリエ変換を行
い、時間関数のディジタルデータに再変換し、変換デー
タをRAM152に記憶する(ステップS4)。
Next, the CPU 150 compares the target spectrum previously stored in the RAM 152 with the response spectrum, calculates the drive spectrum to be given next, and stores the calculation result in the RAM 152 (step S
3). The drive spectrum is also a line spectrum.
The CPU 150 gives a random phase to the drive spectrum stored in the RAM 152, performs an inverse Fourier transform, reconverts it into digital data of a time function, and stores the converted data in the RAM 152 (step S4).

【0030】CPU150は、RAM152に記憶されている
変換データに対し、窓操作を行うよう窓操作手段16に指
令する。窓操作手段16は、高速処理可能なDSPで構成
されており、1フレームのデータを循環メモリに記憶
し、読み出し先頭位置を変えることにより、連続スペク
トル化された複数フレームのデータを作成する(図7参
照)。
The CPU 150 commands the window operating means 16 to perform window operation on the conversion data stored in the RAM 152. The window operating means 16 is composed of a DSP capable of high-speed processing, stores one frame of data in a circular memory, and changes the read start position to create a plurality of frames of continuous spectrum data (see FIG. 7).

【0031】つぎに、このようにして得られた複数のフ
レームをD/A変換器18によりアナログ信号に変換し、
ローパスフィルタ21によって高周波成分を除去する。
Next, the plurality of frames thus obtained are converted into analog signals by the D / A converter 18,
The low pass filter 21 removes high frequency components.

【0032】高周波成分が除去されたアナログ信号は、
低周波出力信号除去手段19であるハイパスフィルタ29に
より、不要な低周波出力信号を除去される。これによ
り、窓操作を行うことによって発生する「しみ出し」の
うち不要な低周波出力信号を除去することができる。不
要な低周波出力信号を除去された出力信号が振動発生器
2に与えられ、このような動作が繰り返されることによ
り、供試体4に、目標スペクトルを有する振動が加えら
れる。
The analog signal from which the high frequency component has been removed is
An unnecessary low frequency output signal is removed by the high pass filter 29 which is the low frequency output signal removing means 19. This makes it possible to remove unnecessary low-frequency output signals from the “bleeding-out” generated by performing the window operation. An output signal from which an unnecessary low-frequency output signal is removed is applied to the vibration generator 2, and by repeating such an operation, vibration having a target spectrum is applied to the sample 4.

【0033】このように、本実施例においては、窓操作
手段16の後にハイパスフィルタ29を設けている。したが
って、窓操作により発生する不要な低周波出力信号を除
去することができ、振動発生器2にその定格をこえる変
位を与えることを防止することができる。
As described above, in this embodiment, the high-pass filter 29 is provided after the window operating means 16. Therefore, it is possible to remove an unnecessary low-frequency output signal generated by the window operation, and it is possible to prevent the vibration generator 2 from being displaced beyond its rated value.

【0034】ハイパスフィルタ29の構造を図4に示す。
ハイパスフィルタ29は、コンデンサC・抵抗R1、R2
3を組合わせた1次フィルタである。ハイパスフィル
タ29のカットオフ周波数fCは、以下の式で表わされ
る。
The structure of the high pass filter 29 is shown in FIG.
The high-pass filter 29 includes a capacitor C, resistors R 1 , R 2 ,
It is a primary filter that combines R 3 . The cutoff frequency f C of the high pass filter 29 is expressed by the following equation.

【0035】fC=1/(2πC・R) したがって、所望のカットオフ周波数fCにより、コン
デンサC、抵抗R1、R2、R3を設定すればよい。本実
施例では、カットオフ周波数fCを1Hz、2Hz、10Hzとし
たので、コンデンサCを1μF、抵抗R1、R2、R3
それぞれ160KΩ、80KΩ16KΩとした。
F C = 1 / (2πC · R) Therefore, the capacitor C and the resistors R 1 , R 2 and R 3 may be set according to the desired cutoff frequency f C. In this embodiment, since the cutoff frequency f C was set to 1 Hz, 2 Hz and 10 Hz, the capacitor C was set to 1 μF, and the resistors R 1 , R 2 and R 3 were set to 160 KΩ and 80 KΩ 16 KΩ, respectively.

【0036】このように三種類の抵抗R1、R2、R3
設けるとともに、アナログスイッチS1〜S4を切替るこ
とにより、所望の目標スペクトルの周波数特性に応じ
て、ハイパスフィルタ29が除去する低周波出力信号を選
択することができる。
As described above, the three types of resistors R 1 , R 2 and R 3 are provided and the analog switches S 1 to S 4 are switched, whereby the high pass filter 29 is operated in accordance with the frequency characteristic of the desired target spectrum. The low frequency output signal to be removed can be selected.

【0037】また、所望の目標スペクトルの周波数特性
によっては、ハイパスフィルタ29が目標スペクトルに悪
影響を与える場合がある。したがって、ハイパスフィル
タ29においては、アナログスイッチS1をオン状態、S2
〜S4をすべてオフ状態とすることにより、ハイパスフ
ィルタ29を使用しないとすることもできる。
Further, depending on the desired frequency characteristic of the target spectrum, the high-pass filter 29 may adversely affect the target spectrum. Therefore, in the high pass filter 29, the analog switch S 1 is turned on and S 2
It is also possible not to use the high-pass filter 29 by turning off all of ~ S 4 .

【0038】なお、ハイパスフィルタ29の特性はそれほ
ど急峻ではないため、必要な低周波出力信号をも除去し
てしまうおそれもある。しかし、振動制御装置1を含む
フィードバックループにより、除去された分を補ったデ
ータをドライブスペクトルとして与えることとなるの
で、目標スペクトルを再現することができる。
Since the characteristic of the high-pass filter 29 is not so steep, there is a possibility that the necessary low-frequency output signal may be removed. However, since the feedback loop including the vibration control device 1 provides the data that compensates for the removed amount as the drive spectrum, the target spectrum can be reproduced.

【0039】また、ハイパスフィルタ29を2次フィルタ
としてもよく、さらに、ポジティブフィードバック形ま
たはネガティブフィードバック形のアクティブフィルタ
を用いてもよい。
The high-pass filter 29 may be a secondary filter, and a positive feedback type or negative feedback type active filter may be used.

【0040】なお、図1に示す振動制御装置1において
は、D/A変換器18によってアナログ信号に変換してか
ら、低周波出力信号除去手段19により、不要な低周波出
力信号を除去するようにしている。しかし、低周波出力
信号除去手段19としてディジタルハイパスフィルタを、
窓操作手段16とD/A変換器18の間に設けてもよい。こ
の場合の動作としては、つぎの様になる。ディジタルハ
イパスフィルタによって、作成された複数フレームのデ
ータのうち、不要な低周波出力信号が除去される。その
後、D/A変換器18によりアナログ信号に変換され、変
換されたアナログ信号は、高周波出力信号除去手段22に
よって高周波成分が除去され、振動発生器2に与えられ
る。
In the vibration control device 1 shown in FIG. 1, the D / A converter 18 converts the analog signal and then the low frequency output signal removing means 19 removes unnecessary low frequency output signals. I have to. However, a digital high-pass filter as the low frequency output signal removing means 19,
It may be provided between the window operating means 16 and the D / A converter 18. The operation in this case is as follows. The digital high-pass filter removes unnecessary low-frequency output signals from the created data of a plurality of frames. After that, the D / A converter 18 converts the converted analog signal into a high-frequency component by the high-frequency output signal removing means 22, and the converted analog signal is supplied to the vibration generator 2.

【0041】また、ローパスフィルタ21とハイパスフィ
ルタ29を組合わせ、バンドパスフィルタとしてもよい。
Further, the low pass filter 21 and the high pass filter 29 may be combined to form a band pass filter.

【0042】なお、本実施例においては、ハイパスフィ
ルタ29のカットオフ周波数を10Hz以下としている。しか
し、ハイパスフィルタ29のカットオフ周波数は、振動発
生器2の定格変位にあわせて決定すればよい。
In the present embodiment, the cutoff frequency of the high pass filter 29 is 10 Hz or less. However, the cutoff frequency of the high pass filter 29 may be determined according to the rated displacement of the vibration generator 2.

【0043】また、振動制御装置1においてはその機能
を実現する為に、CPU150を用い、ソフトウェアによ
ってこれを実現している。しかし、その一部もしくは全
てを、ロジック回路によって実現してもよい。
Further, in the vibration control device 1, in order to realize its function, the CPU 150 is used and this is realized by software. However, some or all of them may be realized by a logic circuit.

【0044】なお、ROM154,RAM152の代りに、メ
モリカード等他の記憶媒体を用いてもよい。
Instead of the ROM 154 and the RAM 152, another storage medium such as a memory card may be used.

【0045】[0045]

【発明の効果】請求項1および請求項2にかかる振動制
御装置においては、低周波出力信号除去手段は、窓操作
手段が各フレームをずらしながら重ね合わせることによ
り発生する不要な低周波出力信号を除去する。したがっ
て、振動発生器にその定格をこえる変位を与えることを
防止することができる。これにより、定格変位値の小さ
な振動発生器でも、低周波領域に大きな目標スペクトル
成分を有する振動試験を行うことができる。また、周波
数の分解能Δfを必要以上に小さくしなくともよいた
め、演算速度の低下や記憶容量の増大を防止することが
できる。すなわち、安価でありながら、高精度の振動制
御装置を提供することができる。
In the vibration control device according to the first and second aspects of the present invention, the low frequency output signal removing means produces an unnecessary low frequency output signal generated by the window operating means overlapping the frames while shifting them. Remove. Therefore, it is possible to prevent the vibration generator from being displaced beyond its rated value. Accordingly, even a vibration generator having a small rated displacement value can perform a vibration test having a large target spectrum component in the low frequency region. Further, since the frequency resolution Δf does not have to be made smaller than necessary, it is possible to prevent the calculation speed from decreasing and the storage capacity from increasing. That is, it is possible to provide a vibration control device that is inexpensive and yet highly accurate.

【0046】請求項3にかかる振動制御装置は、さらに
低周波出力信号除去手段が除去する低周波の領域が選択
可能であることを特徴とする。したがって目標スペクト
ルの周波数特性に応じて、除去する低周波出力信号を選
択することが可能な振動制御装置を提供することができ
る。
The vibration control device according to a third aspect of the present invention is further characterized in that the low frequency region removed by the low frequency output signal removing means can be selected. Therefore, it is possible to provide the vibration control device capable of selecting the low-frequency output signal to be removed according to the frequency characteristic of the target spectrum.

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

【図1】本発明の一実施例である振動制御装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vibration control device that is an embodiment of the present invention.

【図2】振動制御装置の各機能をCPUを用いて実現し
たハードウェアー構成の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration in which each function of the vibration control device is realized by using a CPU.

【図3】CPU150の動作を示すフローチャートであ
る。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of CPU 150.

【図4】ハイパスフィルタ29の構造を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a structure of a high-pass filter 29.

【図5】従来の振動制御装置20の構成を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional vibration control device 20.

【図6】窓操作手段16の機能を説明するための図であ
る。
FIG. 6 is a diagram for explaining the function of window operating means 16.

【図7】窓操作手段16の機能を説明するための図であ
る。
FIG. 7 is a diagram for explaining the function of the window operating means 16.

【図8】窓操作により生ずる「しみ出し」を説明するた
めの図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining “bleeding out” caused by a window operation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8・・・A/D変換器 10・・・フーリエ変換手段 11・・・目標スペクトル記憶手段 12・・・制御演算手段 14・・・逆フーリエ変換手段 16・・・窓操作手段 18・・・D/A変換器 19・・・低周波出力信号除去手段 8 ... A / D converter 10 ... Fourier transform means 11 ... Target spectrum storage means 12 ... Control calculation means 14 ... Inverse Fourier transform means 16 ... Window operation means 18 ... D / A converter 19 ... Low frequency output signal removing means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀内 孝二 兵庫県伊丹市天津藤の木51番地 アイエム ブイ株式会社内 (56)参考文献 特公 昭57−16685(JP,B2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koji Horiuchi 51 Tianjin Fujinoki, Itami City, Hyogo Prefecture BM Co., Ltd. (56) References Japanese Patent Publication Sho 57-16685 (JP, B2)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】供試体の加速度を測定する加速度ピックア
ップからの検出信号を、ディジタル信号に変換するA/
D変換器、 前記ディジタル信号を周波数スペクトルに分析し、応答
スペクトルとして出力するフーリエ変換手段、 目標スペクトルを記憶する目標スペクトル記憶手段、 応答スペクトルと目標スペクトルとを比較し、ドライブ
スペクトルを求める制御演算手段、 ドライブスペクトルにランダムな位相を与えた後、時間
関数のディジタル信号に変換する逆フーリエ変換手段、 時間関数のディジタル信号の予め定められた数N個の語
を1フレームとし、この1フレームのディジタル信号を
循環作用を有する1フレーム記憶手段に記憶させ、取出
先頭位置を変えることにより、複数個のフレームを生成
するとともに、各フレームに窓関数データを掛け算した
後、各フレームをずらしながら重ね合わせる窓操作手
段、 窓操作手段からの出力をアナログ信号に変換し、振動発
生器に与えるD/A変換器、 を備えた振動制御装置において、 窓操作手段が各フレームをずらしながら重ね合わせるこ
とにより発生する不要な低周波出力信号を除去する低周
波出力信号除去手段、を備えたことを特徴とする振動制
御装置。
1. A / A for converting a detection signal from an acceleration pickup for measuring the acceleration of a specimen into a digital signal.
D converter, Fourier transform means for analyzing the digital signal into a frequency spectrum and outputting it as a response spectrum, target spectrum storage means for storing a target spectrum, control operation means for comparing the response spectrum and the target spectrum, and obtaining a drive spectrum An inverse Fourier transform means for converting the drive spectrum to a digital signal of a time function after giving a random phase to the digital signal, and a predetermined number N of words of the digital signal of the time function as one frame A window is stored by storing a signal in a one-frame storage unit having a circulating action and changing a take-out leading position to generate a plurality of frames, multiplying each frame by window function data, and then shifting each frame while shifting them. The output from the operating means and window operating means is In a vibration control device including a D / A converter that converts the signal into a signal and supplies the signal to a vibration generator, a low frequency that removes an unnecessary low frequency output signal generated by overlapping the windows operating means while shifting each frame. A vibration control device comprising output signal removing means.
【請求項2】請求項1の振動制御装置において、 低周波出力信号除去手段が除去する低周波は、10Hz以
下であることを特徴とする振動制御装置。
2. The vibration control device according to claim 1, wherein the low frequency removed by the low frequency output signal removing means is 10 Hz or less.
【請求項3】請求項1または請求項2の振動制御装置に
おいて、 低周波出力信号除去手段が除去する低周波の領域が選択
可能であることを特徴とする振動制御装置。
3. The vibration control device according to claim 1 or 2, wherein the low frequency region removed by the low frequency output signal removing means is selectable.
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JP5420621B2 (en) * 2011-11-01 2014-02-19 Imv株式会社 Non-Gaussian vibration control device
JP7405347B2 (en) * 2021-05-18 2023-12-26 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 Vibration control device using kurtosis response spectrum
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