JPH10105252A - 信号制御システムおよび信号制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のドライブ信号を用いて駆動される被制
御系の応答が原目標に対し所望の関係を有することとな
るよう正確に制御する。 【解決手段】 制御群１０のＰＳＤ制御器１２を構成す
る仮制御目標生成手段３０は、リミット応答ＰＳＤが監
視ＰＳＤを越えないよう、仮の制御目標を生成する。制
御目標生成手段３２は、平均化制御応答ＰＳＤが仮の制
御目標と実質的にほぼ等しくなるよう、制御目標ＰＳＤ
及びランダム波生成ＰＳＤを生成する。ランダム波発生
器１４は、ランダム波生成ＰＳＤを制御目標信号に変換
して多次元波形制御器８に与える。制御群２０について
も同様である。多次元波形制御器８は、各主制御応答信
号が、異なる制御群に属するドライブ信号の影響をも受
け得ることを考慮し、各主制御応答信号が、対応する各
制御目標信号にほぼ等しくなるよう、各制御目標信号に
基づいてドライブ信号を生成して被制御系２に与える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、信号制御システ
ムおよび信号制御方法に関し、特に、複数のドライブ信
号を用いて駆動される被制御系に与えるドライブ信号を
制御する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術およびその課題】供試体の振動を制御し
て、目標とする振動を与える装置が開発されている（例
えば上野和良：『ランダム振動制御器 SX-2000』日本工
業出版、計測技術、第15巻、第３号、75頁〜79頁）。い
わゆるランダム振動制御装置と呼ばれるものである。ラ
ンダム振動制御装置によって振動発生器を制御し、目標
とする振動を供試体に与え、供試体の耐振動性を試験す
るために用いられている。

【０００３】現実の稼動環境や輸送環境に置かれた機器
（供試体）に加わる振動は、一般に不規則な波形をして
いる。そこで、このランダム振動制御装置においては、
現実に加わる不規則波形のＰＳＤ（パワースペクトル密
度）を算出し、このＰＳＤを有する振動を供試体に加え
るようにしている。

【０００４】ここで考慮すべきことは、振動発生器自体
も、周波数応答特性を有するということである。したが
って、単に、目標となるＰＳＤを有するドライブ波形を
振動発生器に与えるだけでは、目標となるＰＳＤ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
生器の周波数応答特性を考慮した上で、ドライブＰＳＤ
を得、このドライブＰＳＤをもつドライブ波形を生成し
て、振動発生器に与えている。

【０００５】図３０に示すように、このようなランダム
振動制御装置と振動発生器（加振器）とからなる加振系
を複数用意し、供試体に対し各加振系から同時に振動を
加え得るよう構成するとともに、各加振系にそれぞれ所
望の目標ＰＳＤを与えることにより、供試体に対する多
次元の振動試験を行なうことが考えられる。

【０００６】しかしながら従来のこのような多次元の振
動試験には、次のような問題があった。従来の多次元の
振動試験においては、各加振系は相互に独立した系とみ
なしていた。しかし実際には、加振系を構成する加振器
は全て一つの供試体において結合されているため、加振
器相互間の干渉の発生を機械的に回避するには限度があ
る。

【０００７】また、図３１に示すいわゆる多点加振シス
テム等においては、原理的に加振器相互間の干渉が存在
する。

【０００８】したがって、各加振系を相互に独立した系
とみなす従来の多次元の振動試験によっては、加振器相
互間の干渉に基づく応答の歪を補正することはできな
い。このため、各目標ＰＳＤを正確に再現したり、目標
ＰＳＤに対し所望の関係を有する振動を供試体に正確に
与えたりすることができなかった。

【０００９】この発明はこのような問題点を解決して、
複数のドライブ信号を用いて駆動される被制御系の応答
が原目標に対し所望の関係を有することとなるよう正確
に制御することができる信号制御システムおよび信号制
御方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の信号制御シス
テムは、複数のドライブ信号を用いて駆動される被制御
系の応答が複数のドライブ信号の影響を受け得ることを
考慮して、応答が制御目標と実質的にほぼ等しくなるよ
う閉ループ制御を行ないつつドライブ信号を生成して被
制御系に与える第１の制御手段、応答と与えられた原目
標とに基づいて制御目標を生成する第２の制御手段、を
備えたことを特徴とする。

【００１１】請求項２の信号制御システムは、請求項１
の信号制御システムにおいて、前記第２の制御手段は、
応答に基づいて得られた量が原目標と実質的にほぼ等し
くなるよう制御目標を生成することを特徴とする。

【００１２】請求項３の信号制御システムは、請求項１
の信号制御システムにおいて、前記第２の制御手段は、
応答に基づいて得られた量が与えられた限界値を越えな
いよう制御目標を生成することを特徴とする。

【００１３】請求項４の信号制御システムは、請求項１
の信号制御システムにおいて、前記第２の制御手段は、
応答に基づいて得られた量が与えられた限界値を越えな
いよう、当該応答と原目標とに基づいて仮の制御目標を
生成する仮制御目標生成手段、応答に基づいて得られた
量が仮の制御目標と実質的にほぼ等しくなるよう、当該
応答と仮の制御目標とに基づいて制御目標を生成する制
御目標生成手段、を備えたことを特徴とする。

【００１４】請求項５の信号制御システムは、請求項１
ないし請求項４のいずれかの信号制御システムにおい
て、一つ以上の制御群を設定し、各制御群に属する原目
標、第２の制御手段、制御目標、ドライブ信号および応
答を定義するとともに、各制御群に属する応答のうち一
つ以上の所定の応答を当該制御群の主応答と定義し、前
記第１の制御手段は、各制御群に属する主応答が、対応
する制御群以外の制御群に属するドライブ信号の影響を
も受け得ることを考慮して、各制御群に属する主応答
が、対応する制御群に属する制御目標と実質的にほぼ等
しくなるよう制御し、各制御群に属する前記第２の制御
手段は、対応する制御群に属する応答と原目標とに基づ
いて対応する制御群に属する制御目標を生成することを
特徴とする。

【００１５】請求項６の信号制御システムは、請求項５
の信号制御システムにおいて、前記各制御群に属する第
２の制御手段は、対応する制御群以外の制御群に属する
応答をも参照して、対応する制御群に属する制御目標を
生成することを特徴とする。

【００１６】請求項７の信号制御システムは、請求項５
ないし請求項６のいずれかの信号制御システムにおい
て、前記応答のうち主応答を含む少なくとも一部の応答
およびドライブ信号は、実質的に時間軸上の信号として
表わされ、前記原目標および制御目標は、周波数軸上の
振幅スペクトルに対応する量として表わされ、時間軸上
の信号に変換して第１の制御手段に与える第１の変換手
段、時間軸上の信号として表わされた応答を周波数特性
に対応する量に変換して第２の制御手段に与える第２の
変換手段、を備えたことを特徴とする。

【００１７】請求項８の信号制御システムは、請求項７
の信号制御システムにおいて、前記第１の制御手段は、
制御特性を記憶する制御特性記憶手段、第１の変換手段
により時間軸上の信号に変換された制御目標と、制御特
性記憶手段に記憶されている制御特性とに基づき、ドラ
イブ信号をリアルタイム性の保証のために必要とされる
時間内に演算し、被制御系に与えるドライブ信号演算手
段、ドライブ信号演算手段から出力されたドライブ信号
と、このドライブ信号に対する被制御系からの主応答と
に基づき、制御特性記憶手段に記憶されている制御特性
を更新する制御特性更新手段、を備えたことを特徴とす
る。

【００１８】請求項９の信号制御システムは、請求項８
の信号制御システムにおいて、前記制御特性は、ドライ
ブ信号と主応答との関係を表わす被制御系の複数の伝達
関数を要素とする被制御系の伝達関数マトリックスの所
定の逆マトリックスで表現されることを特徴とする。

【００１９】請求項１０の信号制御システムは、請求項
９の信号制御システムにおいて、ドライブ信号演算手段
は、時間軸上の信号に変換された制御目標を要素とする
制御目標信号ベクトルをフーリエ変換して、複素フーリ
エスペクトルを要素とする制御目標スペクトルベクトル
を求めるフーリエ変換手段、前記伝達関数マトリックス
の所定の逆マトリックスと制御目標スペクトルベクトル
との積である、ドライブスペクトルベクトルを求める乗
算手段、ドライブスペクトルベクトルを逆フーリエ変換
して、ドライブ信号を要素とするドライブ信号ベクトル
を出力する逆フーリエ変換手段、を備えたことを特徴と
する。

【００２０】請求項１１の信号制御システムは、請求項
１ないし請求項１０のいずれかの信号制御システムにお
いて、被制御系が、供試体、ドライブ信号を受けて複数
の加振器により供試体に振動を与える振動発生器、供試
体の振動を一つ以上の応答点において検出する振動検出
器、を有する場合に、供試体に対し、原目標に対し所定
の関係を有する振動を与えることを目的とする。

【００２１】請求項１２の信号制御方法は、複数のドラ
イブ信号を用いて駆動される被制御系の応答が複数のド
ライブ信号の影響を受け得ることを考慮して、応答が制
御目標と実質的にほぼ等しくなるよう閉ループ制御を行
ないつつドライブ信号を生成して被制御系に与え、応答
と与えられた原目標とに基づいて制御目標を生成するこ
とを特徴とする。

【００２２】請求項１３の信号制御方法は、請求項１２
の信号制御方法において、応答に基づいて得られた量が
与えられた限界値を越えないよう、当該応答と原目標と
に基づいて仮の制御目標を生成し、応答に基づいて得ら
れた量が仮の制御目標と実質的にほぼ等しくなるよう、
当該応答と仮の制御目標とに基づいて制御目標を生成す
ることを特徴とする。

【００２３】請求項１４の信号制御方法は、請求項１２
ないし請求項１３のいずれかの信号制御方法において、
一つ以上の制御群を設定し、各制御群に属する原目標、
制御目標、ドライブ信号および応答を定義するととも
に、各制御群に属する応答のうち一つ以上の所定の応答
を当該制御群の主応答と定義し、各制御群に属する主応
答が、対応する制御群以外の制御群に属するドライブ信
号の影響をも受け得ることを考慮して、各制御群に属す
る主応答が、対応する制御群に属する制御目標と実質的
にほぼ等しくなるよう制御し、対応する制御群に属する
応答と原目標とに基づいて対応する制御群に属する制御
目標を生成することを特徴とする。

【００２４】請求項１５の記憶媒体は、コンピュータが
実行可能なプログラムを記憶したコンピュータ可読の記
憶媒体であって、前記プログラムは、請求項１ないし請
求項１４のいずれかのシステムまたは方法を実現するも
のであることを特徴とする。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の信号制御システムおよび請求
項１２の信号制御方法は、被制御系の応答が複数のドラ
イブ信号の影響を受け得ることを考慮して、応答が制御
目標と実質的にほぼ等しくなるよう閉ループ制御を行な
いつつドライブ信号を生成して被制御系に与える。した
がって、応答が複数のドライブ信号の影響を受ける被制
御系においても、応答におよぼす各ドライブ信号の影響
を調整しつつ所望の制御目標を再現することができる。

【００２６】また、制御目標は応答と与えられた原目標
とに基づいて生成される。したがって、応答に応じて制
御目標を調整するよう制御することにより応答が原目標
に対して所望の関係を有することとなるよう制御するこ
とができる。

【００２７】すなわち、性質の異なる２つの制御を組合
せて相補的制御を行なうことで、複数のドライブ信号を
用いて駆動される被制御系の応答が原目標に対し所望の
関係を有することとなるよう正確に制御することができ
る。

【００２８】請求項２の信号制御システムは、応答に基
づいて得られた量が原目標と実質的にほぼ等しくなるよ
う制御目標を生成することを特徴とする。したがって、
複数のドライブ信号を用いて駆動される被制御系におい
て、原目標を正確に再現することができる。

【００２９】請求項３の信号制御システムは、応答に基
づいて得られた量が与えられた限界値を越えないよう制
御目標を生成することを特徴とする。したがって、複数
のドライブ信号を用いて駆動される被制御系の応答が所
定の制約条件を維持するよう正確に制御することができ
る。

【００３０】請求項４の信号制御システムおよび請求項
１３の信号制御方法は、応答に基づいて得られた量が与
えられた限界値を越えないよう当該応答と原目標とに基
づいて仮の制御目標を生成し、応答に基づいて得られた
量が仮の制御目標と実質的にほぼ等しくなるよう当該応
答と仮の制御目標とに基づいて制御目標を生成すること
を特徴とする。

【００３１】したがって、被制御系の応答が所定の制約
条件を維持するよう仮の制御目標を設定し、仮の制御目
標を正確に再現することができるよう制御目標を設定す
ることができる。このため、複数のドライブ信号を用い
て駆動される被制御系の応答が所定の制約条件を維持
し、かつ、応答が原目標に対し所望の関係を有すること
となるよう、より正確に制御することができる。

【００３２】請求項５の信号制御システムおよび請求項
１４の信号制御方法は、一つ以上の制御群を設定し、各
制御群に属する主応答が対応する制御群以外の制御群に
属するドライブ信号の影響をも受け得ることを考慮し
て、各制御群に属する主応答が対応する制御群に属する
制御目標と実質的にほぼ等しくなるよう制御する。した
がって、各制御群に属する主応答から他の制御群に属す
る制御目標の影響を排除するよう制御することで、各制
御群に属する制御目標をそれぞれ独立に再現することが
できる。

【００３３】また、各制御群に属する制御目標は対応す
る制御群に属する応答と原目標とに基づいて生成され
る。したがって、各制御群に属する制御目標は、当該制
御群内の処理のみにより生成される。

【００３４】すなわち、一連の制御処理を制御群間にわ
たる処理と制御群内で完結する処理とに分類し、これら
の処理を組合せて行なうことで、複数のドライブ信号を
用いて駆動される被制御系に対する信号の制御をより容
易に行なうことができる。

【００３５】請求項６の信号制御システムは、一の制御
群以外の制御群に属する応答をも参照して、対応する制
御群に属する制御目標を生成することを特徴とする。し
たがって、一の制御群に属する応答が他の制御群に属す
る制御目標の影響を受ける場合には、制御群間にわたる
処理を行なうことにより適正な制御目標を生成すること
ができる。

【００３６】請求項７の信号制御システムは、応答のう
ち主応答を含む少なくとも一部の応答およびドライブ信
号は実質的に時間軸上の信号として表わされ、原目標お
よび制御目標は周波数軸上の振幅スペクトルに対応する
量として表わされる。また、制御目標を時間軸上の信号
に変換するとともに、時間軸上の信号として表わされた
応答を周波数特性に対応する量に変換する。

【００３７】したがって、実質的に時間軸上の信号とし
て表わされた量を扱うことにより、被制御系の応答が複
数のドライブ信号の影響を受け得ることを考慮して制御
することが可能となる。

【００３８】請求項８の信号制御システムは、時間軸上
の信号に変換された制御目標と記憶されている制御特性
とに基づきリアルタイム性の保証のために必要とされる
時間内にドライブ信号を演算して被制御系に与え、ドラ
イブ信号とこのドライブ信号に対する被制御系からの主
応答とに基づき記憶されている制御特性を更新すること
を特徴とする。

【００３９】したがって、リアルタイムで被制御系にド
ライブ信号を与えることができる。また、適宜制御特性
を更新することで、より忠実に制御特性を再現すること
ができる。

【００４０】請求項９の信号制御システムは、制御特性
が、ドライブ信号と主応答との関係を表わす被制御系の
複数の伝達関数を要素とする被制御系の伝達関数マトリ
ックスの所定の逆マトリックスで表現されることを特徴
とする。したがって、比較的単純な形で制御特性を記述
することができる。このため、被制御系の制御特性の把
握、解析が容易となる。

【００４１】請求項１０の信号制御システムは、時間軸
上の信号に変換された制御目標を要素とする制御目標信
号ベクトルをフーリエ変換して複素フーリエスペクトル
を要素とする制御目標スペクトルベクトルを求め、伝達
関数マトリックスの所定の逆マトリックスと制御目標ス
ペクトルベクトルとの積であるドライブスペクトルベク
トルを求め、ドライブスペクトルベクトルを逆フーリエ
変換してドライブ信号を要素とするドライブ信号ベクト
ルを出力することを特徴とする。

【００４２】すなわち、時間軸上の信号で表わされた制
御目標を演算の容易な周波数軸上の量に変換し、変換し
た量と前記逆マトリックスとの積を演算により求め、求
めた積を時間軸上のドライブ信号に再変換する。このよ
うにして、演算時間の短縮を図ることができる。

【００４３】請求項１１の信号制御システムは、被制御
系が、供試体と、ドライブ信号を受けて複数の加振器に
より供試体に振動を与える振動発生器と、供試体の振動
を一つ以上の応答点において検出する振動検出器とを有
する場合に、供試体に対し、原目標に対し所定の関係を
有する振動を与えることを目的とする。

【００４４】したがって、複数の加振器を用いて振動試
験を行なう際、加振器相互間の干渉に基づく応答の歪を
除去することができる。このため、原目標を正確に再現
したり、原目標に対し所望の関係を有する振動を供試体
に正確に与えたりすることができる。

【００４５】請求項１５の記憶媒体は、請求項１ないし
請求項１４のいずれかのシステムまたは方法をコンピュ
ータを用いて実現するためのプログラムを記憶したこと
を特徴とする。したがって、コンピュータに読取らせる
ことにより、信号制御システム等を実現することができ
る。すなわち、さらに容易に、複数のドライブ信号を用
いて駆動される被制御系の応答が原目標に対し所望の関
係を有することとなるよう正確に制御することができる
信号制御システムおよび信号制御方法を提供することが
できる。

【００４６】

【発明の実施の形態】

［システムの構成］図１に、この発明の一実施形態によ
る信号制御システムである振動制御システムの全体ブロ
ック図を示す。振動制御システムは、第２の変換手段で
あるフーリエ変換手段１６、２６、ＰＳＤ分析手段１
８、２８、第２の制御手段であるＰＳＤ制御器１２、２
２、第１の変換手段であるランダム波発生器１４、２
４、第１の制御手段である多次元波形制御器８を備えて
いる。

【００４７】フーリエ変換手段１６、ＰＳＤ分析手段１
８、ＰＳＤ制御器１２、ランダム波発生器１４は制御群
１０に属する。同様に、フーリエ変換手段２６、ＰＳＤ
分析手段２８、ＰＳＤ制御器２２、ランダム波発生器２
４は別の制御群２０に属する。

【００４８】原目標である原目標ＰＳＤ、限界値である
監視ＰＳＤ、制御目標である制御目標ＰＳＤ、被制御系
２を駆動するためのドライブ信号、ドライブ信号に対す
る被制御系２の応答である応答信号等は、それぞれいず
れの制御群に属するかが定義されている。なお、図１に
おいては説明の便宜のため、制御群が２つの場合を例示
したが、制御群の数は１つであってもよいし、３つ以上
であってもよい。

【００４９】応答信号は、振動制御システムの制御入力
として使用される制御応答信号と、システムの監視のた
めのモニタ応答信号（図示せず）とに大別される。制御
応答信号またはモニタ応答信号のうち後述するリミット
制御のために使用される応答信号を特にリミット応答信
号という。したがって、リミット応答信号と制御応答信
号とが、図１に示す振動制御システムの広義の制御入力
として使用されることになる。また、制御応答信号のう
ち多次元波形制御器８の入力として使用される応答信号
を主制御応答信号（主応答に該当する）という。なお、
各制御群において少なくとも一つの制御応答信号が存在
すればよく、モニタ応答信号、リミット応答信号の数は
問わない。また、制御応答信号の全部が主制御応答信号
であってもよく、制御応答信号の一部が主制御応答信号
であってもよい。また、各制御群における主制御応答信
号の数は１以上であればよい。

【００５０】この実施形態においては、各応答信号、ド
ライブ信号等は、実質的に時間軸上の信号として表わさ
れる。また、原目標ＰＳＤ、監視ＰＳＤ、制御目標ＰＳ
Ｄ等は、パワースペクトル密度として表わされている。

【００５１】制御群１０について説明する。フーリエ変
換手段１６は、いずれも時間軸上の信号である制御応答
信号およびリミット応答信号を、複素フーリエスペクト
ルに変換するとともに、得られた各複素フーリエスペク
トルに基づいて、これらのパワースペクトル密度である
制御応答ＰＳＤおよびリミット応答ＰＳＤを算出し、こ
のうちリミット応答ＰＳＤをＰＳＤ制御器１２に与え
る。

【００５２】ＰＳＤ分析手段１８は、フーリエ変換手段
１６により得られたＰＳＤのうち、各制御応答ＰＳＤに
所定の平均化処理を施すことにより、代表制御応答ＰＳ
Ｄを算出し、ＰＳＤ制御手段１２に与える。この実施形
態においては、このようにして得られた代表制御応答Ｐ
ＳＤを平均化制御応答ＰＳＤとよんでいる。

【００５３】なお、ＰＳＤ分析手段１８において、フー
リエ変換手段１６により得られた各制御応答ＰＳＤに、
所定の最大値抽出処理を施すことにより代表制御応答Ｐ
ＳＤを算出し、ＰＳＤ制御手段１２に与えるよう構成す
ることもできる。また、フーリエ変換手段１６により得
られた各制御応答ＰＳＤに、平均化処理と最大値抽出処
理とを組合せた処理を施すことにより代表制御応答ＰＳ
Ｄを算出し、ＰＳＤ制御手段１２に与えるよう構成する
こともできる。

【００５４】ＰＳＤ制御器１２は、平均化制御応答ＰＳ
Ｄ、リミット応答ＰＳＤ、原目標ＰＳＤ、監視ＰＳＤ、
目標レベル（後述）に基づいて、制御目標ＰＳＤを生成
し、ランダム波生成ＰＳＤを生成する。

【００５５】ＰＳＤ制御器１２は、仮制御目標生成手段
３０と制御目標生成手段３２とを備えている。仮制御目
標生成手段３０は、リミット応答ＰＳＤが、与えられた
監視ＰＳＤを越えないよう、リミット応答ＰＳＤ、平均
化制御応答ＰＳＤ、与えられた原目標ＰＳＤおよび目標
レベルに基づいて仮の制御目標を生成する。制御目標生
成手段３２は、平均化制御応答ＰＳＤが仮の制御目標と
実質的にほぼ等しくなるよう、平均化制御応答ＰＳＤと
仮の制御目標とに基づいて制御目標ＰＳＤを生成する。
そして、制御目標ＰＳＤに、必要な補正をし、ランダム
波生成ＰＳＤを生成する。

【００５６】ランダム波発生器１４は、ランダム波生成
ＰＳＤを時間軸上の信号である制御目標信号に変換して
多次元波形制御器８に与える。以上、制御群１０につい
て説明したが、制御群２０についても同様である。

【００５７】多次元波形制御器８は、ランダム波発生器
１４、２４から与えられた各制御目標信号に基づいて各
ドライブ信号を生成し、これを被制御系２に与える。多
次元波形制御器８は、たとえば制御群１０に属する主制
御応答信号が、制御群２０に属するドライブ信号の影響
をも受け得ることを考慮し、制御群１０に属する主制御
応答信号が、制御群１０に属する制御目標信号とほぼ等
しくなるよう閉ループ制御を行ないつつドライブ信号を
生成して被制御系２に与える。制御群２０に属するドラ
イブ信号も同様に生成される。

【００５８】図２に、図１の多次元波形制御器８の一例
を表わす詳細なブロック図を示す。多次元波形制御器８
は、被制御系の伝達特性を記憶する伝達特性記憶手段３
８、ドライブ信号演算手段４０、被制御系の伝達特性を
更新する伝達特性更新手段４２、Ｄ／Ａ変換器４４、Ａ
／Ｄ変換器４６、制御目標記憶手段４８を備えている。
なお、各制御目標信号を要素とするベクトルを制御目標
信号ベクトルと呼び、各ドライブ信号を要素とするベク
トルをドライブ信号ベクトルと呼び、各主制御応答信号
を要素とするベクトルを主制御応答信号ベクトルと呼
ぶ。

【００５９】伝達特性記憶手段３８は、被制御系の伝達
特性を記憶する。なお、この実施形態においては、被制
御系の伝達特性は、ドライブ信号ベクトルと主制御応答
信号ベクトルとの関係を表わす被制御系２の伝達関数マ
トリックスの所定の逆マトリックスであるイコライゼー
ションマトリックスで表現される。ドライブ信号演算手
段４０は、ランダム波発生器１４、２４（図１参照）に
より生成された制御目標信号ベクトルと、伝達特性記憶
手段３８に記憶されている被制御系の伝達特性とに基づ
き、ドライブ信号ベクトルをリアルタイム性の保証のた
めに必要とされる時間内に演算し、Ｄ／Ａ変換器４４に
よりアナログ信号に変換した後、被制御系２に与える。

【００６０】伝達特性更新手段４２は、ドライブ信号演
算手段４０から出力されたドライブ信号ベクトルと、こ
のドライブ信号ベクトルに対する被制御系２からの主制
御応答信号ベクトルとに基づき、伝達特性記憶手段３８
に記憶されている被制御系の伝達特性を更新する。な
お、被制御系２からの主制御応答信号ベクトルは、Ａ／
Ｄ変換器４６によりデジタル信号に変換され、伝達特性
更新手段４２に与えられる。

【００６１】制御目標記憶手段４８は、制御目標信号ベ
クトルを記憶し、Ａ／Ｄ変換器４６から入力される応答
信号ベクトルに対応させて出力する。これらの出力は、
後述するバスコントロールボード７２を介して、パーソ
ナルコンピュータ７６のＣＲＴ８８に表示される（図５
参照）。

【００６２】図３に、図２のドライブ信号演算手段４０
の一例を表わす詳細なブロック図を示す。ドライブ信号
演算手段４０は、フーリエ変換手段５０、乗算手段５
２、逆フーリエ変換手段５４を備えている。

【００６３】フーリエ変換手段５０は、時間軸上の信号
である制御目標信号を要素とする制御目標信号ベクトル
をフーリエ変換して、複素フーリエスペクトルを要素と
する制御目標スペクトルベクトルを求める。乗算手段５
２は、イコライゼーションマトリックスと制御目標スペ
クトルベクトルとの積である、ドライブスペクトルベク
トルを求める。逆フーリエ変換手段５４は、ドライブス
ペクトルベクトルを逆フーリエ変換して、時間軸上の信
号であるドライブ信号を要素とするドライブ信号ベクト
ルを出力する。

【００６４】図４は、図２のドライブ信号演算手段４０
の他の例を表わす詳細なブロック図である。図４の例
は、図３の例におけるフーリエ変換手段５０の前に窓操
作手段５６を設けるとともに、逆フーリエ変換手段５４
の後に重ね合せ手段５８を設けたものである。

【００６５】窓操作手段５６は、制御目標信号ベクトル
を１フレームごとに取り込み、窓操作を行った後、フー
リエ変換手段５０に与える。重ね合わせ手段５８は、逆
フーリエ変換手段５４からの出力を重ね合わせる。この
ように、窓操作処理と重ね合わせ処理とを組合せて行な
うことにより、被制御系の伝達特性が急激に変化したと
してもドライブ信号ベクトルが不連続になることを防止
することができる。なお、特開平２−２１３９０８号公
報には、窓操作処理および重ね合わせ処理の詳細が記載
されている。

【００６６】［ハードウェア］図１に示す振動制御シス
テムの各機能をＤＳＰ（Digital Signal Processor）を
用いて実現した場合のハードウェア構成および被制御系
２の一例を、図５に示す。図５は、図１に示す振動制御
システムが、合計３つの制御群を有する場合の例であ
る。すなわち、振動制御システムは、図中Ｘ方向の振動
を制御するＸ制御群、Ｙ方向の振動を制御するＹ制御
群、Ｚ方向の振動を制御するＺ制御群を有する。

【００６７】被制御系２は、供試体９０、ドライブ信号
を受けて供試体９０に振動を与える振動発生器９２、供
試体９０の振動を検出する振動検出器である加速度セン
サ９４を備えている。振動発生器９２は、Ｘ方向の振動
を発生するＸ加振器９２ｘ、Ｙ方向の振動を発生するＹ
加振器９２ｙ、Ｚ方向の振動を発生するＺ加振器９２ｚ
を備えている。加速度センサ９４は、Ｘ方向の振動を検
出するＸ加速度センサ９４ｘ、Ｙ方向の振動を検出する
Ｙ加速度センサ９４ｙ、Ｚ方向の振動を検出するＺ加速
度センサ９４ｚを備えている。

【００６８】振動制御システムのＸ制御群と、被制御系
２のＸ加振器９２ｘおよびＸ加速度センサ９４ｘとによ
り、Ｘ加振群を形成している。同様に、Ｙ制御群と、被
制御系２のＹ加振器９２ｙおよびＹ加速度センサ９４ｙ
とにより、Ｙ加振群を形成し、Ｚ制御群と、被制御系２
のＺ加振器９２ｚおよびＺ加速度センサ９４ｚとによ
り、Ｚ加振群を形成している。

【００６９】一方、振動制御システムは、ＤＳＰボード
６２、出力ボード６６、アンプ６８、入力ボード７０、
バスコントロールボード７２、パーソナルコンピュータ
７６を備えている。ＤＳＰボード６２、出力ボード６
６、入力ボード７０、バスコントロールボード７２は、
インターナルバス６０を介して相互に接続されている。
バスコントロールボード７２にはパーソナルコンピュー
タ７６が接続されている。

【００７０】パーソナルコンピュータ７６は、ＣＰＵ７
８、主メモリ８０、ハードディスク８２、ＦＤＤ（フレ
キシブルディスクドライブ）８４、キーボード８６、Ｃ
ＲＴ８８を備えている。ハードディスク８２には、振動
制御のためのプログラム、原目標ＰＳＤ、監視ＰＳＤ等
のデータ等が記憶されている。

【００７１】ＤＳＰボード６２は、高速演算を行なうマ
イクロプロセッサであるＤＳＰ６３、メモリ６４を備え
ている。メモリ６４には、バスコントロールボード７２
を介して、パーソナルコンピュータ７６のハードディス
ク８２に記憶されたプログラム等がロードされる。ＤＳ
Ｐ６３は、メモリ６４にロードされたプログラムに従っ
て、振動制御処理を実行する。

【００７２】ＤＳＰ６３から出力されたドライブ信号
は、Ｄ／Ａ変換器４４を有する出力ボード６６によりア
ナログ信号に変換され、アンプ６８により増幅された
後、振動発生器９２に与えられる。なお、アンプ６８
は、Ｘ加振器９２ｘに与えるドライブ信号を増幅するた
めのＸアンプ６８ｘ、Ｙ加振器９２ｙに与えるドライブ
信号を増幅するためのＹアンプ６８ｙ、Ｚ加振器９２ｚ
に与えるドライブ信号を増幅するためのＺアンプ６８ｚ
を備えている。

【００７３】加速度センサ９４により検出された被制御
系２の応答信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器４６
を有する入力ボード７０によりデジタル信号に変換さ
れ、ＤＳＰ６３に送られる。

【００７４】なお、プログラムの起動命令、停止命令な
どは、パーソナルコンピュータ７６のキーボード８６か
ら入力する。これらの入力は、バスコントロールボード
７２を介して、ＤＳＰ６３に伝達される。また、ＤＳＰ
６３によるプログラムの処理結果等は、バスコントロー
ルボード７２を介して、パーソナルコンピュータ７６の
ＣＲＴ８８に表示される。また、バスコントロールボー
ド７２は、Ａ／Ｄ変換器４６にサンプリングタイミング
を与えるためのサンプリングクロックジェネレータ７４
を備えている。

【００７５】なお、外部機器（図示せず）との間でのプ
ログラムや各種データの授受は、ＦＤＤ（フレキシブル
ディスクドライブ）８４を介して、フレキシブルディス
ク（図示せず）により行なわれる。

【００７６】［システムの動作］ −試加振− 図６に、図５に示す振動制御システムにおける動作のフ
ローチャートを表わす。図５、図６に基づいて、振動制
御システムにおける動作を説明する。最初に、被制御系
２の伝達関数マトリックス［Ｈ］を求めるために、試加
振を行なう（ステップＳ２）。試加振の指示は、オペレ
ーターがパーソナルコンピュータ７６のキーボード８６
を介して、ＤＳＰ６３に与える。

【００７７】試加振処理の詳細なフローチャートを図７
に示す。試加振の指示を受けたＤＳＰ６３は、まずＸ加
振群、Ｙ加振群、Ｚ加振群に対し、相互に無相関なラン
ダム波を同時に与え、供試体９０を同時に加振する。
（ステップＳ２０）。

【００７８】ＤＳＰ６３は、振動発生器９２に与えられ
たドライブ信号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝を、出力ボード６
６を介して取込むとともに、このドライブ信号ベクトル
｛Ｄ（ｔ）｝に対応する主制御応答信号ベクトル｛Ｒｅ
ｓｐＰ（ｔ）｝を、入力ボード７０を介して取込む（ス
テップＳ２２）。

【００７９】ＤＳＰ６３は、取込んだドライブ信号ベク
トル｛Ｄ（ｔ）｝および主制御応答信号ベクトル｛Ｒｅ
ｓｐＰ（ｔ）｝をフーリエ変換して、ドライブスペクト
ルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝および主制御応答スペクトルベ
クトル｛ＲｅｓｐＰ（ｆ）｝を求める（ステップＳ２
４）。

【００８０】ＤＳＰ６３は、求めたドライブスペクトル
ベクトル｛Ｄ（ｆ）｝および主制御応答スペクトルベク
トル｛ＲｅｓｐＰ（ｆ）｝に基づいて、被制御系２の伝
達関数マトリックス［Ｈ］を算出したのち、試加振処理
を終了する（ステップＳ２６）。伝達関数マトリックス
［Ｈ］の算出方法については後述する。

【００８１】なお、この実施形態においては、Ｘ加振
群、Ｙ加振群、Ｚ加振群に対し、相互に無相関なランダ
ム波を同時に与え、供試体９０を同時に加振するよう構
成したが（ステップＳ２０）、Ｘ加振群、Ｙ加振群、Ｚ
加振群に対し、順番にランダム波を与え、供試体９０を
加振群ごとに順次個別に加振するよう構成することもで
きる。この場合には、各加振群に与えるランダム波は、
必ずしも相互に無相関である必要はない。

【００８２】−初期値設定、起動− 試加振処理が終了すると、つぎに振動制御システムの各
種初期値の設定を行なったのち、システムを起動する
（図６、ステップＳ４）。初期値の設定およびシステム
の起動は、オペレーターがパーソナルコンピュータ７６
のキーボード８６を介して、ＤＳＰ６３に指示を与える
ことにより行なう。

【００８３】初期値設定、起動処理の詳細なフローチャ
ート２を図８に示す。初期値設定およびシステム起動処
理の指示を受けたＤＳＰ６３は、まず、前ステップで算
出した被制御系２の伝達関数マトリックス［Ｈ］に基づ
いて、システムのイコライゼーションマトリックス
［Ｇ］を算出する（ステップＳ３０）。イコライゼーシ
ョンマトリックス［Ｇ］の算出方法については後述す
る。

【００８４】つぎにＤＳＰ６３は、原目標ＰＳＤベクト
ル｛Ｒｅｆ^PSD（ｆ）｝および監視ＰＳＤベクトル｛Ｐ
^PSD（ｆ）｝を設定する（ステップＳ３２）。原目標Ｐ
ＳＤベクトル｛Ｒｅｆ^PSD（ｆ）｝の一例を図１５に示
す。原目標ＰＳＤベクトル｛Ｒｅｆ^PSD（ｆ）｝は、Ｘ
加振群の原目標ＰＳＤ（Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_X）、Ｙ加振群
の原目標ＰＳＤ（Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_Y）、Ｚ加振群の原目
標ＰＳＤ（Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_Z）を要素とするベクトルで
ある。監視ＰＳＤベクトル｛Ｐ^PSD（ｆ）｝の一例を図
２９に示す。なお、図２９の例では、Ｘ加振群の監視Ｐ
ＳＤ（Ｐ^PSD（ｆ）_X）のみが定義され、Ｙ加振群の監視
ＰＳＤ（Ｐ^PSD（ｆ）_Y）およびＺ加振群の監視ＰＳＤ
（Ｐ^PSD（ｆ）_Z）は定義されていない。

【００８５】つぎにＤＳＰ６３は、後述するランダム波
（制御目標信号）生成のための乱数初期値の設定を行な
うとともに（ステップＳ３４）、制御目標ＰＳＤの初期
値｛Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）⁰）｝及びランダム波生成ＰＳ
Ｄの初期値｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）⁰｝の設定を行なう（ステ
ップＳ３６）。

【００８６】後述するように、ランダム波生成ＰＳＤベ
クトル｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）｝は、ランダム波生成処理に
より時間軸上の制御目標信号ベクトル｛Ｒｃｔｒｌ
（ｔ）｝（ランダム波ベクトル）に変換されたのち、フ
ーリエ変換されて周波数軸上の制御目標スペクトルベク
トル｛Ｒｃｔｒｌ（ｆ）｝となる。すなわち、 ｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）｝＝｛｜Ｒｃｔｒｌ（ｆ）｜²／△ｆ｝ ・・・（１） また、ドライブスペクトルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝は次式
で与えられる、 ｛Ｄ（ｆ）｝＝［Ｇ］｛Ｒｃｔｒｌ（ｆ）｝ ・・・（２） したがって式（１）、（２）より、 ｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）｝＝｛｜［Ｇ］^-1｛Ｄ（ｆ）｝｜²／△ｆ｝ ・・・（３） この実施形態においては、被制御系２に与えるドライブ
スペクトルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝の初期値が、ホワイト
ノイズ｛Ｄ（ｆ）^w｝になるよう設定している。したが
って、ランダム波生成ＰＳＤベクトルの初期値｛ＲＤＲ
^PSD（ｆ）⁰｝は、式（３）より、 ｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）⁰｝＝｛｜［Ｇ］^-1｛Ｄ（ｆ）^w｝｜²／△ｆ｝ ・・・（４） であたえられる。

【００８７】また、制御目標ＰＳＤベクトルの初期値
｛Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）⁰｝も、これと同値とする。

【００８８】−ランダム波の生成− 初期値設定、起動処理が終了すると、ＤＳＰ６３は、つ
ぎにランダム波（制御目標信号）生成処理を行なう（図
６、ステップＳ６）。すなわち、ＤＳＰ６３は、与えら
れたパワースペクトル密度を要素とするランダム波生成
ＰＳＤベクトル｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）｝に基づいて、時間
軸上のランダム波（制御目標信号）を要素とする制御目
標信号ベクトル｛Ｒｃｔｒｌ（ｔ）｝を生成する。な
お、特公平６−７０８１号公報には、ランダム波生成処
理の詳細が記載されている。

【００８９】この実施形態においては、ドライブスペク
トルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝の初期値が、ホワイトノイズ
｛Ｄ（ｆ）^w｝になるよう、制御目標ＰＳＤベクトルの
初期値｛Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）⁰｝及びランダム波生成Ｐ
ＳＤベクトルの初期値｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）⁰｝を設定する
とともに、制御目標ＰＳＤベクトル｛Ｒｃｔｒｌ
^PSD（ｆ）｝が、徐々に原目標ＰＳＤベクトル｛Ｒｅｆ
^PSD（ｆ）｝に近づくよう、制御目標ＰＳＤベクトル
｛Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）｝及びランダム波生成ＰＳＤベ
クトル｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）｝自体を順次更新する（後
述、ステップＳ１６参照）。

【００９０】図１６に、このような処理がある程度繰り
返された後における制御目標ＰＳＤベクトル｛Ｒｃｔｒ
ｌ^PSD（ｆ）｝の一例を示す。また、図１７に、この制
御目標ＰＳＤベクトル｛Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）｝から求
まるランダム波生成ＰＳＤベクトル｛ＲＤＲ
^PSD（ｆ）｝に基き、当該ステップ（ランダム波生成処
理）において生成された制御目標信号ベクトル｛Ｒｃｔ
ｒｌ（ｔ）｝を示す。

【００９１】−ドライブ信号の算出、出力− ランダム波生成処理が終了すると、ＤＳＰ６３はつぎ
に、制御目標信号ベクトル｛Ｒｃｔｒｌ（ｔ）｝に基づ
いて、ドライブ信号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝を算出し、こ
れを出力する（図６、ステップＳ８）。

【００９２】ドライブ信号ベクトル算出、出力処理の一
例の詳細なフローチャートを図９に示す。ＤＳＰ６３
は、まず、ランダム波生成処理において生成された時間
軸上の信号を要素とする制御目標信号ベクトル｛Ｒｃｔ
ｒｌ（ｔ）｝をフーリエ変換することにより、複素フー
リエスペクトルを要素とする制御目標スペクトルベクト
ル｛Ｒｃｔｒｌ（ｆ）｝を得る（ステップＳ４２）。

【００９３】図１８にこのステップにおいて得られた制
御目標スペクトルベクトル｛Ｒｃｔｒｌ（ｆ）｝を示
す。図１８において、ベクトルの各要素すなわちＸ加振
群の制御目標スペクトル（Ｒｃｔｒｌ（ｆ）_X）、Ｙ加
振群の制御目標スペクトル（Ｒｃｔｒｌ（ｆ）_Y）、Ｚ
加振群の制御目標スペクトル（Ｒｃｔｒｌ（ｆ）_Z）
は、それぞれ、振幅成分と位相成分とを有する複素スペ
クトルである。

【００９４】ＤＳＰ６３は、つぎに、前に求めておいた
システムのイコライゼーションマトリックス［Ｇ］と前
ステップにおいて得られた制御目標スペクトルベクトル
｛Ｒｃｔｒｌ（ｆ）｝とに基づいて、前述の式（２）に
従って、ドライブスペクトルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝を算
出する（ステップＳ４４）。

【００９５】図１９にこのステップにおいて得られたド
ライブスペクトルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝を示す。なお、
図２５に、イコライゼーションマトリックス［Ｇ］を示
す。イコライゼーションマトリックス［Ｇ］については
後述する。

【００９６】ＤＳＰ６３は、つぎに、前ステップにおい
て得られた複素フーリエスペクトルを要素とするドライ
ブスペクトルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝を逆フーリエ変換す
ることにより、時間軸上の信号を要素とするドライブ信
号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝を得る（ステップＳ４６）。図
２０にこのステップにおいて得られたドライブ信号ベク
トル｛Ｄ（ｔ）｝を示す。

【００９７】ＤＳＰ６３は、前ステップにおいて得られ
たドライブ信号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝を、出力ボード６
６およびアンプ６８を介して出力する（ステップＳ４
９）。すなわち、デジタル信号として与えられたドライ
ブ信号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝の各要素Ｄ（ｔ）_X、Ｄ
（ｔ）_Y、Ｄ（ｔ）_Zは、それぞれ出力ボード６６のＤ／
Ａ変換器４４によりアナログ信号に変換され、アンプ６
８により増幅された後、振動発生器９２を構成するＸ加
振器９２ｘ、Ｙ加振器９２ｙ、Ｚ加振器９２ｚをそれぞ
れ駆動する。このようにしてドライブ信号ベクトル算
出、出力処理を行なう。

【００９８】ドライブ信号ベクトル算出、出力処理の他
の例を、図１０にフローチャートで示す。図１０の処理
におけるステップＳ５２〜Ｓ５６、ステップＳ５９は、
図９の処理におけるステップＳ４２〜Ｓ４６、ステップ
Ｓ４９と同様である。すなわち図１０の処理において
は、制御目標信号ベクトル｛Ｒｃｔｒｌ（ｔ）｝を１フ
レームごとに取り込み、窓操作を行った後（ステップＳ
５０）、フーリエ変換等（ステップＳ５２〜Ｓ５６）を
行なう。この結果得られた信号を重ね合わせることによ
りドライブ信号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝を得（ステップＳ
５８）、これを出力する（ステップＳ５９）。窓操作処
理と重ね合わせ処理とを組合せて行なうよう構成するこ
とにより、前述のように、イコライゼーションマトリッ
クス［Ｇ］が急激に変化した場合であってもドライブ信
号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝が不連続になることはない。

【００９９】−応答の採取、フーリエ変換、ＰＳＤ算出
等− ＤＳＰ６３は、ドライブ信号ベクトル算出、出力処理で
得たドライブ信号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝に基づいて振動
発生器９２を駆動し、供試体９０を加振する。ＤＳＰ６
３は、このドライブ信号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝に対応す
る制御系２の各応答信号を要素とする応答信号ベクトル
｛Ｒｅｓｐ（ｔ）｝を、入力ボード７０を介して取込む
（図６、ステップＳ１０）。

【０１００】図２１に、このステップにおいて得られた
応答信号ベクトル｛Ｒｅｓｐ（ｔ）｝を示す。応答信号
ベクトル｛Ｒｅｓｐ（ｔ）｝は、加速度センサ９４を構
成するＸ加速度センサ９４ｘ、Ｙ加速度センサ９４ｙ、
Ｚ加速度センサ９４ｚによりそれぞれ検出された、Ｘ加
振群の応答信号（Ｒｅｓｐ（ｔ）_X）、Ｙ加振群の応答
信号（Ｒｅｓｐ（ｔ）_Y）、Ｚ加振群の応答信号（Ｒｅ
ｓｐ（ｔ）_Z）を要素とする。

【０１０１】図５に示す振動制御システムにおいては、
応答信号ベクトル｛Ｒｅｓｐ（ｔ）｝は、制御応答信号
ベクトル｛ＲｅｓｐＣ（ｔ）｝であり、かつ、主制御応
答信号ベクトル｛ＲｅｓｐＰ（ｔ）｝でもある。また、
Ｘ加振群の応答信号（Ｒｅｓｐ（ｔ）_X）のみは、Ｘ加
振群のリミット応答信号（Ｌｍｔ（ｔ）_X）でもある。
なお、図５に示す振動制御システムにおいては、モニタ
応答信号は設定されていない。

【０１０２】つぎにＤＳＰ６３は、前ステップで取込ん
だ、時間軸上の信号を要素とする応答信号ベクトル｛Ｒ
ｅｓｐ（ｔ）｝をフーリエ変換し、複素フーリエスペク
トルを要素とする応答スペクトルベクトル｛Ｒｅｓｐ
（ｆ）｝を得るとともに、各応答信号のパワースペクト
ル密度を要素とする応答ＰＳＤベクトル｛Ｒｅｓｐ^PSD
（ｆ）｝を算出する。この実施形態においては、得られ
た応答スペクトルベクトル｛Ｒｅｓｐ（ｆ）｝が主制御
応答スペクトルベクトル｛ＲｅｓｐＰ（ｆ）｝に対応
し、算出された応答ＰＳＤベクトル｛Ｒｅｓｐ
^PSD（ｆ）｝が制御応答ＰＳＤベクトル｛ＲｅｓｐＣ^PSD
（ｆ）｝に対応する。また、Ｘ加振軸群の制御応答ＰＳ
Ｄ（ＲｅｓｐＣ^PSD（ｆ）_X）は、リミット応答ＰＳＤ
（Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X）でもある。さらに、制御応答ＰＳ
Ｄベクトル｛ＲｅｓｐＣ^PSD（ｆ）｝に基づいて平均化
制御応答ＰＳＤベクトル｛ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）｝を算
出する。この実施形態においては、制御応答ＰＳＤベク
トル｛ＲｅｓｐＣ^PSD（ｆ）｝が、平均化制御応答ＰＳ
Ｄベクトル｛ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）｝でもある（ステッ
プＳ１２）。

【０１０３】図２２に、このステップにおいて得られた
主制御応答スペクトルベクトル｛ＲｅｓｐＰ（ｆ）｝を
示す。また、図２３に、このステップにおいて得られた
平均化制御応答ＰＳＤベクトル｛ＲｅｓｐＭ
^PSD（ｆ）｝を示す。

【０１０４】−イコライゼーションマトリックス［Ｇ］
の更新− つぎにＤＳＰ６３は、前ステップで得られた主制御応答
スペクトルベクトル｛ＲｅｓｐＰ（ｆ）｝と、図９のス
テップＳ４４（または図１０のステップＳ５４）におい
て求めたドライブスペクトルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝とに
基づいて、イコライゼーションマトリックス［Ｇ］の更
新処理を行なう（ステップＳ１４）。

【０１０５】イコライゼーションマトリックス［Ｇ］の
更新処理の一例の詳細なフローチャートを図１１に示
す。また図１３に、図１１等に示す各ステップの処理の
内容を表わすブロック図を示す。まずＤＳＰ６３は、上
述の主制御応答スペクトルベクトル｛ＲｅｓｐＰ
（ｆ）｝とドライブスペクトルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝と
に基づいて、被制御系２の仮の伝達関数マトリックス
［Ｈｔｅｍｐ］を算出する（ステップＳ６０）。

【０１０６】仮の伝達関数マトリックス［Ｈｔｅｍｐ］
は、次式により算出される、 ［Ｈｔｅｍｐ］＝［［Ｓ^D・D］^-1［Ｓ^D・RespP］］^T ・・・（５） ただし、 ［Ｓ^D・D］＝｛Ｄ（ｆ）｝_BAR｛Ｄ（ｆ）｝^T ・・・（６） ［Ｓ^D・RespP］＝｛Ｄ（ｆ）｝_BAR｛ＲｅｓｐＰ（ｆ）｝^T・・・（７） である。なお、この明細書において、［Ａ］^-1は行列
［Ａ］の逆行列、［Ａ］^T（｛Ａ｝^T）は行列［Ａ］（ベ
クトル｛Ａ｝）の転置行列（ベクトル）、［Ａ］_BA
_R（｛Ａ｝_BAR）は行列［Ａ］（ベクトル｛Ａ｝）の複素
共役行列（ベクトル）である。

【０１０７】つぎにＤＳＰ６３は、前ステップで算出し
た仮の伝達関数マトリックス［Ｈｔｅｍｐ］と、現在の
伝達関数マトリックス［Ｈ］とを比較し、所定の基準に
基づいて、伝達関数マトリックス［Ｈ］を更新するか否
かを、周波数成分ごとに判断する（ステップＳ６２）。

【０１０８】伝達関数マトリックス［Ｈ］を更新すべき
であると判断した場合、ＤＳＰ６３は、仮の伝達関数マ
トリックス［Ｈｔｅｍｐ］を用い、伝達関数マトリック
ス［Ｈ］を更新する（ステップＳ６４）。

【０１０９】図２４に、更新された新たな伝達関数マト
リックス［Ｈ］を示す。伝達関数マトリックス［Ｈ］
は、３行３列の正方行列である。伝達関数マトリックス
［Ｈ］の１行目の要素である伝達関数Ｈ_XX、Ｈ_XY、Ｈ_XZ
は、それぞれ、図１９のドライブスペクトルベクトル
｛Ｄ（ｆ）｝の各要素すなわちＸ加振群のドライブスペ
クトル（Ｄ（ｆ）_X）、Ｙ加振群のドライブスペクトル
（Ｄ（ｆ）_Y）、Ｚ加振群のドライブスペクトル（Ｄ
（ｆ）_Z）と、図２２の主制御応答スペクトルベクトル
｛ＲｅｓｐＰ（ｆ）｝の要素の一つであるＸ加振群の主
制御応答スペクトル（ＲｅｓｐＰ（ｆ）_X）との間の伝
達関数である。同様に、図２４に示す伝達関数マトリッ
クス［Ｈ］の２行目の要素である伝達関数Ｈ_YX、Ｈ_YY、
Ｈ_YZは、それぞれ、ドライブスペクトルベクトル｛Ｄ
（ｆ）｝の各要素とＹ加振群の主制御応答スペクトル
（ＲｅｓｐＰ（ｆ）_Y）との間の伝達関数であり、３行
目の要素である伝達関数Ｈ_ZX、Ｈ_ZY、Ｈ_ZZは、それぞ
れ、ドライブスペクトルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝の各要素
とＺ加振群の主制御応答スペクトル（ＲｅｓｐＰ（ｆ）
_Z）との間の伝達関数である。

【０１１０】つぎにＤＳＰ６３は、更新された伝達関数
マトリックス［Ｈ］に基づいて、イコライゼーションマ
トリックス［Ｇ］を更新する（ステップＳ６６）。イコ
ライゼーションマトリックス［Ｇ］は、伝達関数マトリ
ックス［Ｈ］の逆行列として次式により算出される、 ［Ｇ］＝［Ｈ］^-1 ・・・（８） 図２５に、更新された新たなイコライゼーションマトリ
ックス［Ｇ］を示す。

【０１１１】なお、ステップＳ６２において、伝達関数
マトリックス［Ｈ］の更新が妥当でないと判断した場合
は、ＤＳＰ６３は、伝達関数マトリックス［Ｈ］および
イコライゼーションマトリックス［Ｇ］の更新を行なわ
ずに、制御をステップＳ１６（図６参照）に移す。

【０１１２】−制御目標ＰＳＤ及びランダム波生成ＰＳ
Ｄの更新− このようにして、イコライゼーションマトリックス
［Ｇ］を更新処理を終えると、ＤＳＰ６３は制御目標Ｐ
ＳＤベクトル｛Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）｝及びランダム波
生成ＰＳＤ｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）｝の更新を行なう（図
６、ステップＳ１６）。

【０１１３】制御目標ＰＳＤベクトル｛Ｒｃｔｒｌ^PSD
（ｆ）｝及びランダム波生成ＰＳＤ｛ＲＤＲ
^PSD（ｆ）｝の更新処理の一例の詳細なフローチャート
を図１２に示す。また図１４に、図１２等に示す各ステ
ップの処理の内容を表わすブロック図を示す。この実施
形態においては、制御目標ＰＳＤベクトル｛Ｒｃｔｒｌ
^PSD（ｆ）｝及びランダム波生成ＰＳＤ｛ＲＤＲ
^PSD（ｆ）｝の更新を行なう際、Ｘ加振群においてはリ
ミット制御をも行なうよう構成し、Ｙ加振群およびＺ加
振群においてはリミット制御を行なわないよう構成して
いる。Ｘ加振群を例に、制御目標ＰＳＤ（Ｒｃｔｒｌ
^PSD（ｆ）_X）及びランダム波生成ＰＳＤ（ＲＤＲ
^PSD（ｆ）x）の更新処理（リミット制御処理を含む）を
説明する。以下、説明の便宜のため必要に応じ、添字＜
ｍ＞、＜ｍ＋１＞を用いる。添字＜ｍ＞は現在の制御状
態を表わし、添字＜ｍ＋１＞は次回の制御状態を表わす
ものとする。

【０１１４】リミット制御処理は、被制御系２の応答の
うち次回のリミット応答ＰＳＤ（Ｌｍｔ^PSD（ｆ）
_X<m+1>）が、与えられた監視ＰＳＤ（Ｐ^PSD（ｆ）_X）を
越えないように、次回の制御目標ＰＳＤ（Ｒｃｔｒｌ
^PSD（ｆ）_X<m+1>）を設定する処理である。

【０１１５】図２６、図２７はリミット処理の概念を説
明するための模式図である。同図に基づいて、リミット
処理の概念を説明する。図２６に示すように、現在、リ
ミット応答ＰＳＤ（Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m>）は監視ＰＳ
Ｄ（Ｐ^PSD（ｆ）_X）を越えておらず、平均化制御応答Ｐ
ＳＤ（ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）_X<m>）も原目標ＰＳＤ（Ｒ
ｅｆ^PSD（ｆ）_X）に達していないとする。この場合、次
回の予測平均化制御応答ＰＳＤ（ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）
_X<m+1>）が原目標ＰＳＤ（Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_X）に近づく
よう、次回の制御目標ＰＳＤ（Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）
_X<m+1>）（図示せず）を設定すると、次回の予測リミッ
ト応答ＰＳＤ（Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m+1>）が、突出部に
おいて監視ＰＳＤ（Ｐ^PSD（ｆ）_X）を越えてしまうとす
る。そこで、次回の制御目標ＰＳＤ（Ｒｃｔｒｌ
^PSD（ｆ）_X<m+1>）を設定するに際し、次回の制御目標
ＰＳＤ（Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）_X<m+1>）の当該突出部に
対応する部分の値のみを小さく設定することで、次回の
予測リミット応答ＰＳＤ（Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m+1>）
が、監視ＰＳＤ（Ｐ^PSD（ｆ）_X）を越えないようにする
ことができる。これがリミット処理である。

【０１１６】図１２、図１４に示すように、ＤＳＰ６３
は、まず伝達率（Ｔｒａｎｓ《ｆ》X_<m>）を算出する
（ステップＳ７０）。伝達率（Ｔｒａｎｓ《ｆ》_X<m>）
は、ステップＳ１２（図６参照）で求めた平均化制御応
答ＰＳＤ（ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）_X<m>）と、リミット応
答ＰＳＤ（Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m>）とに基づいて、次式
に従って算出する、 Ｔｒａｎｓ《ｆ》_X<m> ＝Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m>／ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）_Ｘ＜ｍ＞ ・・・（９）。

【０１１７】伝達率（Ｔｒａｎｓ《ｆ》_Ｘ＜ｍ＞）は、
周波数軸上の実スペクトルとして表わされる無次元量で
ある。したがって、次回の平均化制御応答ＰＳＤ（Ｒｅ
ｓｐＭ^PSD（ｆ）_X<m+1>）が与えられれば、現在の伝達
率（Ｔｒａｎｓ《ｆ》_X<m>）を用いて、次回のリミット
応答ＰＳＤ（Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m+1>）を推定すること
ができる。この明細書において、”Ｂ《ｆ》”は、Ｂが
周波数軸上の実スペクトルとして表わされる無次元量で
あることを示す。

【０１１８】なお、図５に示すシステムにおいては、前
述のように、リミット応答ＰＳＤ（Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X）
は平均化制御応答ＰＳＤ（ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）_X）と同
一である。したがって、この場合、式（９）より、Ｔｒ
ａｎｓ《ｆ》_X<m>＝１となる。

【０１１９】つぎにＤＳＰ６３は、次回の抑制係数（Ｌ
ｉｍ《ｆ》_X<m+1>）を算出する（ステップＳ７２）。抑
制係数（Ｌｉｍ《ｆ》_X<m+1>）を算出する手順を説明す
る。

【０１２０】まず、次回の予測リミット応答ＰＳＤ（Ｌ
ｍｔ^PSD（ｆ）_X<m+1>）を算出する。次回の予測リミッ
ト応答ＰＳＤ（Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m+1>）は、前ステッ
プで求めた伝達率（Ｔｒａｎｓ《ｆ》_X<m>）、原目標Ｐ
ＳＤ（Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_X）、次回の目標レベル（Ｌｖｌ
_X<m+1>）を用いて、次式に従って算出する、 Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m+1> ＝Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_X × Ｌｖｌ_X<m+1> × Ｔｒａｎｓ《ｆ》_X<m> ・・・（１０） 上式において、次回の目標レベル（Ｌｖｌ_X<m+1>）は、
次回の平均化制御応答ＰＳＤ（ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）
_X<m+1>）を原目標ＰＳＤ（Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_X）にどの程
度近づけるかを指定するためのスカラー量（０＜Ｌｖｌ
_X<m+1>≦１）であり、プログラムにより自動的に決定さ
れるか、または、キーボード８６を介して手動で入力さ
れる。

【０１２１】つぎに、次回の抑制係数（Ｌｉｍ《ｆ》
_X<m+1>）を算出する。次回の抑制係数（Ｌｉｍ《ｆ》
_X<m+1>）は、次回の予測リミット応答ＰＳＤ（Ｌｍｔ
^PSD（ｆ）_X<_m+1>）、監視ＰＳＤ（Ｐ^PSD（ｆ）_X）に基
づいて、次式に従って算出する、 Ｌｉｍ《ｆ》_X<m+1>＝１ （ｉｆ Ｐ^PSD（ｆ）_X／Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m+1>≧１） Ｌｉｍ《ｆ》_X<m+1>＝Ｐ^PSD（ｆ）_X／Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m+1> （ｉｆ Ｐ^PSD（ｆ）_X／Ｌｍｔ^PSD（ｆ）_X<m+1>＜１） ・・・（１１） 図２７Ａは、図２６の場合における抑制係数（Ｌｉｍ
《ｆ》_X<m+1>）を示す模式図である。

【０１２２】このようにして抑制係数（Ｌｉｍ《ｆ》
_X<m+1>）を算出した後、ＤＳＰ６３は、次回の仮の制御
目標ＰＳＤ（Ｒｔｅｍｐ^PSD（ｆ）_X<m+1>）を算出する
（ステップＳ７４）。次回の仮の制御目標ＰＳＤ（Ｒｔ
ｅｍｐ^PSD（ｆ）_X<m+1>）は、前ステップで算出した抑
制係数（Ｌｉｍ《ｆ》_X<m+1>）、前述の原目標ＰＳＤ
（Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_X）、次回の目標レベル（Ｌｖｌ
_X<m+1>）を用いて、次式に従って算出する、 Ｒｔｅｍｐ^PSD（ｆ）_X<m+1> ＝Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_X × Ｌｖｌ_X<m+1> × Ｌｉｍ《ｆ》_X<m+1> ・・・（１２） 図２７Ｂに、図２６の場合における仮の制御目標ＰＳＤ
（Ｒｔｅｍｐ^PSD（ｆ）_X<_m+1>）を示す。ステップＳ７
０〜ステップＳ７４が、リミット制御処理である。

【０１２３】つぎにＤＳＰ６３は、次回の補正係数ｋ
《ｆ》_X<m+1>を算出する（ステップＳ７６）。補正係数
ｋ《ｆ》_X<m+1>は、現在の制御目標ＰＳＤ（Ｒｃｔｒｌ
^PSD（ｆ）_X<m>）と、これに対応する平均化制御応答Ｐ
ＳＤ（ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）_X<m>）とに基づいて、次式
に従って算出する、 ｋ《ｆ》_X<m+1> ＝（Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）_X<m>／ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）_X<m>）^1/Q ・・・（１３） 式（１３）において、Ｑはシステムの制御の収束性を調
整するための係数であり、たとえば、Ｑ＝４とする。

【０１２４】つぎにＤＳＰ６３は、次回の制御目標ＰＳ
Ｄ（Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）_X<m+1>）を算出する（ステッ
プＳ７８）。制御目標ＰＳＤ（Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）
_X<m+1>）は、前ステップで算出した補正係数ｋ《ｆ》
_X<m+1>と、ステップＳ７４で算出した仮の制御目標ＰＳ
Ｄ（Ｒｔｅｍｐ^PSD（ｆ）_X<m+1>）とに基づいて、次式
に従って算出する、 Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）_X<m+1> ＝Ｒｔｅｍｐ^PSD（ｆ）_X<m+1>×ｋ《ｆ》_X<m+1> ・・・（１４）。

【０１２５】また、現在の平均化制御応答ＰＳＤ（Ｒｅ
ｓｐＭ^PSD（ｆ）_X<m>）とこれに対応するランダム波生
成処理の元になるランダム波生成ＰＳＤ（ＲＤＲ
^PSD（ｆ）_X<_m>）との制御応答伝達率（ｒ
《ｆ》_X<m+1>）を次式によって算出しておく、 ｒ《ｆ》_X<m+1>＝ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）_X<m>／ＲＤＲ^PSD
（ｆ）_X<m> 。

【０１２６】そして、次回のランダム波生成ＰＳＤ（Ｒ
ＤＲ^PSD（ｆ）_X<m+1>）を算出する。

【０１２７】ランダム波生成ＰＳＤ（ＲＤＲ^PSD（ｆ）
_X<m+1>）は、先に算出した制御目標ＰＳＤ（Ｒｃｔｒｌ
^PSD（ｆ）_X<m+1>）と制御応答伝達率（ｒ
《ｆ》_X<m+1>）から次式に従って算出する、 ＲＤＲ^PSD（ｆ）_X<m+1>＝Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）_X<m+1>／
ｒ《ｆ》_X<m+1> 。

【０１２８】このようにしてＸ加振群について制御目標
ＰＳＤ（Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）_X）及びランダム波生成Ｐ
ＳＤ（ＲＤＲ^PSD（ｆ）x）の更新処理を行なう。Ｙ加振
群およびＺ加振群についても同様の処理を行なう。ただ
し、前述のように、図５に例示するシステムにおいて
は、Ｙ加振群およびＺ加振群についてはリミット制御を
行なわないよう構成している。すなわち、Ｙ加振群およ
びＺ加振群については、ステップＳ７２の式（１１）に
替えて、次式を用いる、 Ｌｉｍ《ｆ》_Y<m+1>＝１ ・・・（１５） Ｌｉｍ《ｆ》_Z<m+1>＝１ ・・・（１６） 図２８に、図５に示すシステムにおける抑制係数ベクト
ル｛Ｌｉｍ《ｆ》_<m+1>｝を示す。

【０１２９】ＤＳＰ６３は、このようにして制御目標Ｐ
ＳＤベクトル｛Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）｝及びランダム波
生成ＰＳＤ｛ＲＤＲ^PSD（ｆ）｝を更新した後、図６に
示すように、制御をステップＳ６に戻し、同様の動作
（ステップＳ６〜ステップＳ１６）を繰り返す。

【０１３０】図２９に、Ｘ加振群についてリミット制御
を行なった場合の平均化制御応答ＰＳＤベクトル｛Ｒｅ
ｓｐＭ^PSD（ｆ）｝を示す。図２９に示すように、平均
化制御応答ＰＳＤベクトル｛ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）｝の
うち、リミット制御を行なっていないＹ加振群の平均化
制御応答ＰＳＤ（ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）_Y）は、図１５の
原目標ＰＳＤ（Ｒｅｆ^PSD（ｆ）_Y）に現在の目標レベル
（Ｌｖｌ_Y）を乗じたもの（「目標レベルの原目標ＰＳ
Ｄ」という。）とほとんど同じになっている。Ｚ加振群
の平均化制御応答ＰＳＤ（ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）_Z）も同
様である。一方、リミット制御を行なったＸ加振群の平
均化制御応答ＰＳＤ（ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）X）は、必ず
しもＸ加振群における目標レベルの原目標ＰＳＤと一致
してしないことがわかる。なお、図２９の平均化制御応
答ＰＳＤベクトル｛ＲｅｓｐＭ^PSD（ｆ）｝は、各加振
軸の目標レベル（Ｌｖｌ_X）、（Ｌｖｌ_Y）、（Ｌｖ
ｌ_Z）がいずれも０ｄＢ（＝１）の場合のデータであ
る。

【０１３１】ＤＳＰ６３は、所定時間にわたり上述の動
作（ステップＳ６〜ステップＳ１６）を繰り返すことに
より、供試体９０に対する振動試験を行なう。ただし、
上述の動作のうち、イコライゼーションマトリックス
［Ｇ］の更新処理または制御目標ＰＳＤ及びランダム波
生成ＰＳＤの更新処理に関する動作（ステップＳ１０〜
ステップＳ１６）については、毎ループごとに実行して
もよいが、数ループに一回だけ実行するよう構成するこ
とができる。

【０１３２】［他の実施形態］なお、図５に示す実施形
態においては、モニタ応答を設定しなかったが、モニタ
応答を設定することもできる。この場合、リミット応答
として、モニタ応答を指定することもできる。

【０１３３】また、Ｘ加振群にのみリミット応答を設定
したが、Ｙ加振群、Ｚ加振群にもリミット応答を設定す
ることができる。

【０１３４】また、一つの加振群に２以上のリミット応
答を設定することもできる。この場合、当該加振群のい
ずれのリミット応答も対応する監視ＰＳＤを越えること
のないよう、当該加振群の制御目標を調整することもで
きる。

【０１３５】また、リミット応答として、制御応答同
様、応答点の加速度を用いたが、リミット応答として、
制御応答と異なる量、たとえば、応答点の速度、変位、
応力等を用いることもできる。

【０１３６】またリミット制御の限界値として監視ＰＳ
Ｄを用いたが、リミット制御の限界値としてＰＳＤ以外
のスペクトル値（周波数の関数として与えられる値）を
用いることができる。また、リミット制御の限界値とし
ては、スペクトル値以外に、たとえばｒｍｓ値（自乗平
均値）等を用いることもできる。さらに、これらを組合
せて使用することもできる。

【０１３７】なお、リミット制御を行なわないよう構成
することもできる。

【０１３８】また、図５に示す実施形態においては、各
加振群における制御応答と主制御応答とが一致するよう
構成したが、一つの加振群において制御応答を複数設
け、当該制御応答のうち適当なものを主制御応答として
用いることもできる。

【０１３９】一つの加振群において制御応答を複数設け
た場合、第２の制御手段への入力として、当該複数の制
御応答の最大値、平均値、またはこれらの組合せを用い
ることができる。複数の制御応答の平均値を求める際、
各制御応答に重みを付けることもできる。

【０１４０】また、各加振群において主制御応答をそれ
ぞれ一つ設定したが、一つの加振群に２以上の主制御応
答を設定することもできる。この場合、各主制御応答に
重みを付けることもできる。

【０１４１】また、図５に示す実施形態においては、各
加振群においてドライブ信号（加振器）をそれぞれ一つ
設定したが、一つの加振群に２以上のドライブ信号を設
定することもできる。

【０１４２】また、図５に示す実施形態においては、ド
ライブ信号の数と主制御応答の数とが一致するよう設定
したが、ドライブ信号の数と主制御応答の数とが異なっ
ていてもよい。この場合、ドライブ信号の数と主制御応
答の数とが異なる場合にも適用することができるよう、
イコライゼーションマトリックス［Ｇ］を求める前述の
式（８）に代え、次式を用いればよい、 ［Ｇ］＝［Ｈ］⁺ ・・・（１７） 式（１７）において、［Ｈ］⁺は、伝達関数マトリック
ス［Ｈ］の”Moore-Penrose”一般逆行列である。な
お、”Moore-Penrose”一般逆行列の詳細については、
「射影行列 一般逆行列 特異値分解」（柳井晴夫／竹
内啓 著：東京大学出版会）に記載されている。

【０１４３】なお、上述の実施形態においては、各加振
群に属する制御目標ＰＳＤを、対応する加振群に属する
応答（制御応答、リミット応答）に基づいて生成するよ
う構成したが、各加振群に属する制御目標ＰＳＤを、対
応する加振群以外の加振群に属するリミット応答をも参
照して生成するよう構成してもよい。

【０１４４】また、上述の実施形態においては、ドライ
ブ信号演算手段は、時間軸上の信号である制御目標信号
ベクトルをいったん周波数軸上の信号に変換し、所定の
行列積演算を行なった後、その演算結果を再び時間軸上
の信号に変換することでドライブ信号ベクトルを得るよ
う構成したが、制御目標信号ベクトルを周波数軸上の信
号に変換することなく、そのままコンボリュージョン演
算を行なうことによりドライブ信号ベクトルを得るよう
構成することもできる。なお、特開平２−２１３９０８
号公報には、コンボリュージョン演算の詳細が記載され
ている。

【０１４５】また、上述の実施形態においては、ＤＳＰ
６３は、ハードディスク８２に記憶されメモリ６４にダ
ウンロードされたプログラムにしたがい、各部を制御す
る。このプログラムは、ＦＤＤ８４を介して、プログラ
ムが記憶されたフレキシブルディスクから読み出されて
ハードディスク８２にインストールされたものである。
なお、フレキシブルディスク以外に、ＣＤ−ＲＯＭ、Ｉ
Ｃカード等のプログラムを記憶したコンピュータ可読の
記憶媒体から、ハードディスク８２にインストールさせ
るようにしてもよい。さらに、通信回線を用いてダウン
ロードするようにしてもよい。

【０１４６】上述の実施形態においては、プログラムを
フレキシブルディスクからハードディスク８２にインス
トールさせ、さらにメモリ６４にダウンロードさせるこ
とにより、フレキシブルディスクに記憶させたプログラ
ムを間接的にＤＳＰ６３に実行させるようにしている。
しかし、これに限定されることなく、フレキシブルディ
スクに記憶させたプログラムをＦＤＤ８４から直接的に
実行するようにしてもよい。なお、コンピュータによっ
て、実行可能なプログラムとしては、そのままのインス
トールするだけで直接実行可能なものはもちろん、一旦
他の形態等に変換が必要なもの（例えば、データ圧縮さ
れているものを、解凍する等）、さらには、他のモジュ
ール部分と組合わせて実行可能なものも含む。

【０１４７】また、上述の実施形態においては、ＤＳＰ
を用いて、図１に示す振動制御システムの各機能を実現
した場合を例に説明したが、図１に示す振動制御システ
ムの各機能をＤＳＰ以外のコンピュータシステムを用い
て実現することもできる。また、当該各機能の一部また
は全部を、ハードウェアロジックにより実現するよう構
成することもできる。

【０１４８】また、上述の実施形態においては、この発
明を、振動制御システムに適用した場合を例に説明した
が、この発明はこのようなシステムに限定されるもので
はなく、例えば、被制御系が、位置決め用アクチュエー
タおよび位置検出センサ（又は速度センサ）から構成さ
れる場合や、被制御系が、スピーカ、空間、マイクロホ
ンによって構成される場合や、被制御系が、容器、容器
の一部を出入するピストンをもったアクチュエータ、容
器を満たす流体（気体、液体等）、圧力センサによって
構成される場合にも適用することができる。すなわち、
本発明は、信号制御システム一般に適用することができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態による信号制御システム
である振動制御システムの全体ブロック図である。

【図２】図１の多次元波形制御器８の一例を表わす詳細
なブロック図である。

【図３】図２のドライブ信号演算手段４０の一例を表わ
す詳細なブロック図である。

【図４】図２のドライブ信号演算手段４０の他の例を表
わす詳細なブロック図である。

【図５】図１に示す振動制御システムの各機能をＤＳＰ
（Digital Signal Processor）を用いて実現した場合の
ハードウェア構成および被制御系２の一例を示す図面で
ある。

【図６】図５に示す振動制御システムにおける動作のフ
ローチャートを表わす図面である。

【図７】試加振処理の詳細なフローチャートを示す図面
である。

【図８】初期値設定、起動処理の詳細なフローチャート
を示す図面である。

【図９】ドライブ信号算出、出力処理の一例の詳細なフ
ローチャートを示す図面である。

【図１０】ドライブ信号算出、出力処理の他の例の詳細
なフローチャートを示す図面である。

【図１１】イコライゼーションマトリックス［Ｇ］の更
新処理の一例の詳細なフローチャートを示す図面であ
る。

【図１２】制御目標ＰＳＤ及びランダム波生成ＰＳＤの
更新処理の一例の詳細なフローチャートを示す図面であ
る。

【図１３】図１１等に示す各ステップの処理の内容を表
わすブロック図である。

【図１４】図１２等に示す各ステップの処理の内容を表
わすブロック図である。

【図１５】原目標ＰＳＤベクトル｛Ｒｅｆ^PSD（ｆ）｝
の一例を示す図面である。

【図１６】繰り返し処理がある程度進行した状態におけ
る制御目標ＰＳＤベクトル｛Ｒｃｔｒｌ^PSD（ｆ）｝の
一例を示す図面である。

【図１７】ランダム波生成処理において生成された制御
目標信号ベクトル｛Ｒｃｔｒｌ（ｔ）｝を示す図面であ
る。

【図１８】制御目標スペクトルベクトル｛Ｒｃｔｒｌ
（ｆ）｝を示す図面である。

【図１９】ドライブスペクトルベクトル｛Ｄ（ｆ）｝を
示す図面である。

【図２０】ドライブ信号ベクトル｛Ｄ（ｔ）｝を示す図
面である。

【図２１】応答信号ベクトル｛Ｒｅｓｐ（ｔ）｝を示す
図面である。

【図２２】主制御応答スペクトルベクトル｛ＲｅｓｐＰ
（ｆ）｝を示す図面である。

【図２３】平均化制御応答ＰＳＤベクトル｛ＲｅｓｐＭ
^PSD（ｆ）｝を示す図面である。

【図２４】被制御系２の伝達関数マトリックス［Ｈ］を
示す図面である。

【図２５】システムのイコライゼーションマトリックス
［Ｇ］を示す図面である。

【図２６】リミット処理の概念を説明するための模式図
である。

【図２７】リミット処理の概念を説明するための模式図
である。

【図２８】抑制係数ベクトル｛Ｌｉｍ《ｆ》｝を示す図
面である。

【図２９】Ｘ加振群についてリミット制御を行なった場
合の平均化制御応答ＰＳＤベクトル｛ＲｅｓｐＭ
^PSD（ｆ）｝、およびＸ加振群の監視ＰＳＤ（Ｐ
^PSD（ｆ）_X）を示す図面である。

【図３０】従来の多次元の振動試験を説明するための図
面である。

【図３１】従来のいわゆる多点加振システムを示す図面
である。

【符号の説明】

２・・・・・・被制御系 ８・・・・・・多次元波形制御器 １０・・・・・制御群 １２・・・・・ＰＳＤ制御器 １４・・・・・ランダム波発生器 ２０・・・・・制御群 ３０・・・・・仮制御目標生成手段 ３２・・・・・制御目標生成手段

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のドライブ信号を用いて駆動される被
   制御系の応答が複数のドライブ信号の影響を受け得るこ
   とを考慮して、応答が制御目標と実質的にほぼ等しくな
   るよう閉ループ制御を行ないつつドライブ信号を生成し
   て被制御系に与える第１の制御手段、 応答と与えられた原目標とに基づいて制御目標を生成す
   る第２の制御手段、 を備えたことを特徴とする信号制御システム。
2. 【請求項２】請求項１の信号制御システムにおいて、 前記第２の制御手段は、応答に基づいて得られた量が原
   目標と実質的にほぼ等しくなるよう制御目標を生成する
   ことを特徴とするもの。
3. 【請求項３】請求項１の信号制御システムにおいて、 前記第２の制御手段は、応答に基づいて得られた量が与
   えられた限界値を越えないよう制御目標を生成すること
   を特徴とするもの。
4. 【請求項４】請求項１の信号制御システムにおいて、 前記第２の制御手段は、 応答に基づいて得られた量が与えられた限界値を越えな
   いよう、当該応答と原目標とに基づいて仮の制御目標を
   生成する仮制御目標生成手段、 応答に基づいて得られた量が仮の制御目標と実質的にほ
   ぼ等しくなるよう、当該応答と仮の制御目標とに基づい
   て制御目標を生成する制御目標生成手段、 を備えたことを特徴とするもの。
5. 【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかの信号
   制御システムにおいて、 一つ以上の制御群を設定し、各制御群に属する原目標、
   第２の制御手段、制御目標、ドライブ信号および応答を
   定義するとともに、各制御群に属する応答のうち一つ以
   上の所定の応答を当該制御群の主応答と定義し、 前記第１の制御手段は、各制御群に属する主応答が、対
   応する制御群以外の制御群に属するドライブ信号の影響
   をも受け得ることを考慮して、各制御群に属する主応答
   が、対応する制御群に属する制御目標と実質的にほぼ等
   しくなるよう制御し、 各制御群に属する前記第２の制御手段は、対応する制御
   群に属する応答と原目標とに基づいて対応する制御群に
   属する制御目標を生成することを特徴とするもの。
6. 【請求項６】請求項５の信号制御システムにおいて、 前記各制御群に属する第２の制御手段は、対応する制御
   群以外の制御群に属する応答をも参照して、対応する制
   御群に属する制御目標を生成することを特徴とするも
   の。
7. 【請求項７】請求項５ないし請求項６のいずれかの信号
   制御システムにおいて、 前記応答のうち主応答を含む少なくとも一部の応答およ
   びドライブ信号は、実質的に時間軸上の信号として表わ
   され、 前記原目標および制御目標は、周波数軸上の振幅スペク
   トルに対応する量として表わされ、 時間軸上の信号に変換して第１の制御手段に与える第１
   の変換手段、 時間軸上の信号として表わされた応答を周波数特性に対
   応する量に変換して第２の制御手段に与える第２の変換
   手段、 を備えたことを特徴とするもの。
8. 【請求項８】請求項７の信号制御システムにおいて、 前記第１の制御手段は、 制御特性を記憶する制御特性記憶手段、 第１の変換手段により時間軸上の信号に変換された制御
   目標と、制御特性記憶手段に記憶されている制御特性と
   に基づき、ドライブ信号をリアルタイム性の保証のため
   に必要とされる時間内に演算し、被制御系に与えるドラ
   イブ信号演算手段、 ドライブ信号演算手段から出力されたドライブ信号と、
   このドライブ信号に対する被制御系からの主応答とに基
   づき、制御特性記憶手段に記憶されている制御特性を更
   新する制御特性更新手段、 を備えたことを特徴とするもの。
9. 【請求項９】請求項８の信号制御システムにおいて、 前記制御特性は、ドライブ信号と主応答との関係を表わ
   す被制御系の複数の伝達関数を要素とする被制御系の伝
   達関数マトリックスの所定の逆マトリックスで表現され
   ることを特徴とするもの。
10. 【請求項１０】請求項９の信号制御システムにおいて、 ドライブ信号演算手段は、 時間軸上の信号に変換された制御目標を要素とする制御
    目標信号ベクトルをフーリエ変換して、複素フーリエス
    ペクトルを要素とする制御目標スペクトルベクトルを求
    めるフーリエ変換手段、 前記伝達関数マトリックスの所定の逆マトリックスと制
    御目標スペクトルベクトルとの積である、ドライブスペ
    クトルベクトルを求める乗算手段、 ドライブスペクトルベクトルを逆フーリエ変換して、ド
    ライブ信号を要素とするドライブ信号ベクトルを出力す
    る逆フーリエ変換手段、 を備えたことを特徴とするもの。
11. 【請求項１１】請求項１ないし請求項１０のいずれかの
    信号制御システムにおいて、 被制御系が、 供試体、 ドライブ信号を受けて複数の加振器により供試体に振動
    を与える振動発生器、 供試体の振動を一つ以上の応答点において検出する振動
    検出器、 を有する場合に、 供試体に対し、原目標に対し所定の関係を有する振動を
    与えることを目的とするもの。
12. 【請求項１２】複数のドライブ信号を用いて駆動される
    被制御系の応答が複数のドライブ信号の影響を受け得る
    ことを考慮して、応答が制御目標と実質的にほぼ等しく
    なるよう閉ループ制御を行ないつつドライブ信号を生成
    して被制御系に与え、 応答と与えられた原目標とに基づいて制御目標を生成す
    ることを特徴とする信号制御方法。
13. 【請求項１３】請求項１２の信号制御方法において、 応答に基づいて得られた量が与えられた限界値を越えな
    いよう、当該応答と原目標とに基づいて仮の制御目標を
    生成し、 応答に基づいて得られた量が仮の制御目標と実質的にほ
    ぼ等しくなるよう、当該応答と仮の制御目標とに基づい
    て制御目標を生成することを特徴とするもの。
14. 【請求項１４】請求項１２ないし請求項１３のいずれか
    の信号制御方法において、 一つ以上の制御群を設定し、各制御群に属する原目標、
    制御目標、ドライブ信号および応答を定義するととも
    に、各制御群に属する応答のうち一つ以上の所定の応答
    を当該制御群の主応答と定義し、 各制御群に属する主応答が、対応する制御群以外の制御
    群に属するドライブ信号の影響をも受け得ることを考慮
    して、各制御群に属する主応答が、対応する制御群に属
    する制御目標と実質的にほぼ等しくなるよう制御し、 対応する制御群に属する応答と原目標とに基づいて対応
    する制御群に属する制御目標を生成することを特徴とす
    るもの。
15. 【請求項１５】コンピュータが実行可能なプログラムを
    記憶したコンピュータ可読の記憶媒体であって、 前記プログラムは、請求項１ないし請求項１４のいずれ
    かのシステムまたは方法を実現するものであることを特
    徴とする記憶媒体。