JPH11304635A - 波形補償装置 - Google Patents
波形補償装置Info
- Publication number
- JPH11304635A JPH11304635A JP10106228A JP10622898A JPH11304635A JP H11304635 A JPH11304635 A JP H11304635A JP 10106228 A JP10106228 A JP 10106228A JP 10622898 A JP10622898 A JP 10622898A JP H11304635 A JPH11304635 A JP H11304635A
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- Japan
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- inverse characteristic
- waveform
- band
- frequency component
- wave
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Abstract
(57)【要約】
【課題】逆特性モデルを高速に構築可能な波形補償装置
を提供すること。 【解決手段】振動台３への加振波の特定周波数成分を抽
出する第１の帯域通過フィルタ１０１〜１０Ｎと、前記
振動台３からの再現波の特定周波数成分を抽出する第２
の帯域通過フィルタ２０１〜２０Ｎと、前記第１及び第
２の帯域通過フィルタで抽出された各周波数成分の逆特
性値を算出する除算器３０１〜３０Ｎと、前記除算器３
０１〜３０Ｎで算出された各周波数成分の逆特性値から
逆特性モデルを作成する逆特性モデル作成手段（４０
１）と、を具備。
を提供すること。 【解決手段】振動台３への加振波の特定周波数成分を抽
出する第１の帯域通過フィルタ１０１〜１０Ｎと、前記
振動台３からの再現波の特定周波数成分を抽出する第２
の帯域通過フィルタ２０１〜２０Ｎと、前記第１及び第
２の帯域通過フィルタで抽出された各周波数成分の逆特
性値を算出する除算器３０１〜３０Ｎと、前記除算器３
０１〜３０Ｎで算出された各周波数成分の逆特性値から
逆特性モデルを作成する逆特性モデル作成手段（４０
１）と、を具備。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、３次元振動台のた
めの実時間適応型の波形補償装置に関する。
めの実時間適応型の波形補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の実時間適応型の波形補償装置で
は、非正規化勾配法を用いて直接逆特性モデルの同定を
行なっていた。図４は、従来の波形補償装置の構成を示
す全体図である。波形補償装置４は、目標波設定器１か
ら入力された目標波と振動台３で再現された実波形（以
下、再現波と称す）とを一致させることを目的とした装
置であり、目標波と再現波から加振波を算出し、振動台
３の制御器３１へ出力する。波形補償装置４は、有限要
素フィルタ２１と逆特性演算器４１からなる。ここで、
再現波をｘ（ｋＴ）、加振波をｘset （ｋＴ）、振動台
の特性をＧ（ｋＴ）とすると、下式（１）の関係が成り
立つ。
は、非正規化勾配法を用いて直接逆特性モデルの同定を
行なっていた。図４は、従来の波形補償装置の構成を示
す全体図である。波形補償装置４は、目標波設定器１か
ら入力された目標波と振動台３で再現された実波形（以
下、再現波と称す）とを一致させることを目的とした装
置であり、目標波と再現波から加振波を算出し、振動台
３の制御器３１へ出力する。波形補償装置４は、有限要
素フィルタ２１と逆特性演算器４１からなる。ここで、
再現波をｘ（ｋＴ）、加振波をｘset （ｋＴ）、振動台
の特性をＧ（ｋＴ）とすると、下式（１）の関係が成り
立つ。
【０００３】
【数１】
【０００４】このため、有限要素フィルタ２１で目標波
ｘref （ｋＴ）に対して振動台３の逆特性Ｇ-1（ｋＴ）
を畳み込む次式（２）式の演算を行なえば、目標波と再
現波とを一致させることができる。
ｘref （ｋＴ）に対して振動台３の逆特性Ｇ-1（ｋＴ）
を畳み込む次式（２）式の演算を行なえば、目標波と再
現波とを一致させることができる。
【０００５】
【数２】 このため、逆特性演算器４１では加振波と再現波から振
動台３の逆特性の推定モデル
動台３の逆特性の推定モデル
【０００６】
【数３】 を算出し、そのフィルタ係数を有限要素フィルタ２１に
出力する。
出力する。
【０００７】図５は、従来の波形補償装置のシステム構
成図である。波形補償装置４は、有限要素フィルタ２１
と逆特性演算器４１から構成される。逆特性演算器４１
は、有限要素フィルタ２１から出力される加振波と振動
台３から出力される再現波とから、次の手順により逆特
性モデルのフィルタ係数を演算し、その係数を有限要素
フィルタ２１へ出力する。
成図である。波形補償装置４は、有限要素フィルタ２１
と逆特性演算器４１から構成される。逆特性演算器４１
は、有限要素フィルタ２１から出力される加振波と振動
台３から出力される再現波とから、次の手順により逆特
性モデルのフィルタ係数を演算し、その係数を有限要素
フィルタ２１へ出力する。
【０００８】従来の逆特性演算器４１は、目標波と再現
波の誤差を最小とする加振波を作成するフィルタ係数を
非正規化勾配法により求めるものであり、以下に示す構
成となっている。
波の誤差を最小とする加振波を作成するフィルタ係数を
非正規化勾配法により求めるものであり、以下に示す構
成となっている。
【０００９】再現波は有限要素フィルタ５００に入力さ
れ、下式（３）で表される演算を行ない、その演算結果
ｙ（ｋＴ）を減算器６０２へ出力する。 ｙ（ｋＴ）＝Ｘ（ｋＴ）T Ｗ（ｋＴ） …（３） ここで、Ｘ（ｋＴ）は要素数Ｌ＋１の再現波の時系列ベ
クトル、Ｗ（ｋＴ）は有限要素フィルタの係数ベクト
ル、Ｌは有限要素フィルタの次数である。ただし、 Ｘ（ｋＴ）＝［ｘ（ｋＴ），ｘ（ｋＴ−１），…，ｘ
（ｋＴ−Ｌ）］T ，Ｗ（ｋＴ）＝［ｗ0 （ｋＴ），ｗ1
（ｋＴ），…，ｗL （ｋＴ）］T である。
れ、下式（３）で表される演算を行ない、その演算結果
ｙ（ｋＴ）を減算器６０２へ出力する。 ｙ（ｋＴ）＝Ｘ（ｋＴ）T Ｗ（ｋＴ） …（３） ここで、Ｘ（ｋＴ）は要素数Ｌ＋１の再現波の時系列ベ
クトル、Ｗ（ｋＴ）は有限要素フィルタの係数ベクト
ル、Ｌは有限要素フィルタの次数である。ただし、 Ｘ（ｋＴ）＝［ｘ（ｋＴ），ｘ（ｋＴ−１），…，ｘ
（ｋＴ−Ｌ）］T ，Ｗ（ｋＴ）＝［ｗ0 （ｋＴ），ｗ1
（ｋＴ），…，ｗL （ｋＴ）］T である。
【００１０】一方、有限要素フィルタ２１の出力である
加振波は遅延器６０１を介して（その出力をｄ（ｋT ）
とする）減算器６０２に入力され、下式（４）の通りｄ
（ｋT ）とｙ（ｋT ）の差ε（ｋT ）が求められる。
加振波は遅延器６０１を介して（その出力をｄ（ｋT ）
とする）減算器６０２に入力され、下式（４）の通りｄ
（ｋT ）とｙ（ｋT ）の差ε（ｋT ）が求められる。
【００１１】 ε（ｋT ）＝ｄ（ｋT ）−ｙ（ｋT ） …（４） ε（ｋT ）は、倍数器６０３において学習係数μが掛け
られてかつ２倍され、乗算器６２０〜６２Ｌにおいて、
それぞれ振動台３及び遅延器６１１〜６１L から出力さ
れる再現波X （ｋT ）と掛け合わせられる。その各出力
は、それぞれ蓄積器６３０〜６３L において下式（５）
で表される通りに演算が行なわる。
られてかつ２倍され、乗算器６２０〜６２Ｌにおいて、
それぞれ振動台３及び遅延器６１１〜６１L から出力さ
れる再現波X （ｋT ）と掛け合わせられる。その各出力
は、それぞれ蓄積器６３０〜６３L において下式（５）
で表される通りに演算が行なわる。
【００１２】 Ｗ（（ｋ＋１）Ｔ）＝Ｗ（ｋＴ）＋２με（ｋＴ）Ｘ（ｋＴ） …（５） そして、各有限要素フィルタの係数Ｗ（（ｋ＋１）Ｔ）
が、有限要素フィルタ２１及び有限要素フィルタ５００
へ出力される。上記の手法により、逆特性演算器４１に
おいて振動台３の逆特性の推定モデル
が、有限要素フィルタ２１及び有限要素フィルタ５００
へ出力される。上記の手法により、逆特性演算器４１に
おいて振動台３の逆特性の推定モデル
【００１３】
【数４】 を表す有限要素フィルタの係数を算出することが可能で
ある。そして、従来の波形補償装置は式（２）により目
標波と再現波とをほぼ一致させる加振波を出力すること
ができる。
ある。そして、従来の波形補償装置は式（２）により目
標波と再現波とをほぼ一致させる加振波を出力すること
ができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の波形補償装置では、制御を行なう全周波数領域
の逆特性（逆波形）を収束演算法の一種である非正規化
勾配法により演算していたため、逆特性モデルを求める
ために長い時間を必要としていた。このため、振動台の
特性が変化する場合では、十分な制御性能を得ることが
できなかった。本発明の目的は、逆特性モデルを高速に
構築可能な波形補償装置を提供することにある。
た従来の波形補償装置では、制御を行なう全周波数領域
の逆特性（逆波形）を収束演算法の一種である非正規化
勾配法により演算していたため、逆特性モデルを求める
ために長い時間を必要としていた。このため、振動台の
特性が変化する場合では、十分な制御性能を得ることが
できなかった。本発明の目的は、逆特性モデルを高速に
構築可能な波形補償装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、本発明の波形補償装置は以下の如く構
成されている。本発明の波形補償装置は、振動台への加
振波の特定周波数成分を抽出する第１の帯域通過フィル
タと、前記振動台からの再現波の特定周波数成分を抽出
する第２の帯域通過フィルタと、前記第１及び第２の帯
域通過フィルタで抽出された各周波数成分の逆特性値を
算出する除算器と、前記除算器で算出された各周波数成
分の逆特性値から逆特性モデルを作成する逆特性モデル
作成手段と、から構成されている。
達成するために、本発明の波形補償装置は以下の如く構
成されている。本発明の波形補償装置は、振動台への加
振波の特定周波数成分を抽出する第１の帯域通過フィル
タと、前記振動台からの再現波の特定周波数成分を抽出
する第２の帯域通過フィルタと、前記第１及び第２の帯
域通過フィルタで抽出された各周波数成分の逆特性値を
算出する除算器と、前記除算器で算出された各周波数成
分の逆特性値から逆特性モデルを作成する逆特性モデル
作成手段と、から構成されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態に係
る波形補償装置のシステム構成図である。図１において
図４，図５と同一な部分には同一符号を付してある。図
１に示す波形補償装置２は、３次元の振動台３のための
実時間適応型であり、有限要素フィルタ２１と逆特性演
算器２２を備える。
る波形補償装置のシステム構成図である。図１において
図４，図５と同一な部分には同一符号を付してある。図
１に示す波形補償装置２は、３次元の振動台３のための
実時間適応型であり、有限要素フィルタ２１と逆特性演
算器２２を備える。
【００１７】逆特性演算器２２は、加振波の特定周波数
成分を抽出するＮ個の帯域通過フィルタ１０１〜１０
Ｎ、再現波の特定周波数成分を抽出するＮ個の帯域通過
フィルタ２０１〜２０Ｎ、各周波数成分の逆特性を演算
する除算器３０１〜３０Ｎ、各周波数の逆特性から逆特
性モデルを作成する逆特性モデル統合器４０１、及び逆
フーリエ変換器４０２を有する。有限要素フィルタ２１
は、図４，図５に示した従来の波形補償装置のものと同
一のもである。
成分を抽出するＮ個の帯域通過フィルタ１０１〜１０
Ｎ、再現波の特定周波数成分を抽出するＮ個の帯域通過
フィルタ２０１〜２０Ｎ、各周波数成分の逆特性を演算
する除算器３０１〜３０Ｎ、各周波数の逆特性から逆特
性モデルを作成する逆特性モデル統合器４０１、及び逆
フーリエ変換器４０２を有する。有限要素フィルタ２１
は、図４，図５に示した従来の波形補償装置のものと同
一のもである。
【００１８】帯域通過フィルタ１０１〜１０N は、有限
要素フィルタ２１から出力される加振波の特定周波数成
分のみを抽出する。また、帯域通過フィルタ２０１〜２
０Ｎは、振動台３から出力される再現波の特定周波数成
分のみを抽出する。ただし、帯域通過フィルタ１０１と
帯域通過フィルタ２０１はω1 ，帯域通過フィルタ１０
２と帯域通過フィルタ２０２はω2 ，…，帯域通過フィ
ルタ１０Ｎと帯域通過フィルタ２０ＮはωN 、となるよ
う同一周波数成分のみを抽出する。除算器３０１〜３０
Ｎは、特定周波数成分の加振波と再現波から、次式
（６）に示す除算を行ない、各周波数成分の逆特性値を
算出する。
要素フィルタ２１から出力される加振波の特定周波数成
分のみを抽出する。また、帯域通過フィルタ２０１〜２
０Ｎは、振動台３から出力される再現波の特定周波数成
分のみを抽出する。ただし、帯域通過フィルタ１０１と
帯域通過フィルタ２０１はω1 ，帯域通過フィルタ１０
２と帯域通過フィルタ２０２はω2 ，…，帯域通過フィ
ルタ１０Ｎと帯域通過フィルタ２０ＮはωN 、となるよ
う同一周波数成分のみを抽出する。除算器３０１〜３０
Ｎは、特定周波数成分の加振波と再現波から、次式
（６）に示す除算を行ない、各周波数成分の逆特性値を
算出する。
【００１９】
【数５】 ここで、０≦ｌ≦Ｎ である。
【００２０】逆特性モデル結合器４０１は、除算器３０
１〜３０Ｎから入力された各周波数成分の逆特性値よ
り、逆特性モデルの周波数表現を作成する。図２は、逆
特性モデルの作成法を説明するための図であり、（ａ）
は除算器１０１〜１０Ｎから逆特性モデル結合器４０１
への入力を示し、（ｂ）は逆特性モデル結合器４０１か
らの出力を示す。図２に示すように、帯域通過フィルタ
１０１〜１０Ｎの範囲に含まれない周波数域は、逆特性
モデル結合器４０１にてＧ-1（ω）＝１として逆特性モ
デルの作成を行なう。逆フーリエ変換器４０２は、入力
された逆特性モデルの周波数表現をＩＦＦＴ（高速逆フ
ーリエ変換）アルゴリズムによりインパルス応答表現に
変換し、フィルタの係数として有限要素フィルタ２１へ
出力する。
１〜３０Ｎから入力された各周波数成分の逆特性値よ
り、逆特性モデルの周波数表現を作成する。図２は、逆
特性モデルの作成法を説明するための図であり、（ａ）
は除算器１０１〜１０Ｎから逆特性モデル結合器４０１
への入力を示し、（ｂ）は逆特性モデル結合器４０１か
らの出力を示す。図２に示すように、帯域通過フィルタ
１０１〜１０Ｎの範囲に含まれない周波数域は、逆特性
モデル結合器４０１にてＧ-1（ω）＝１として逆特性モ
デルの作成を行なう。逆フーリエ変換器４０２は、入力
された逆特性モデルの周波数表現をＩＦＦＴ（高速逆フ
ーリエ変換）アルゴリズムによりインパルス応答表現に
変換し、フィルタの係数として有限要素フィルタ２１へ
出力する。
【００２１】以上の手法により、所定の周波数帯域のみ
逆特性を導出可能な逆特性演算器を有する波形補償装置
を実現できる。所定の周波数帯域のみの逆特性で波形補
償を行なうことが有効となる理由は、以下の通りであ
る。
逆特性を導出可能な逆特性演算器を有する波形補償装置
を実現できる。所定の周波数帯域のみの逆特性で波形補
償を行なうことが有効となる理由は、以下の通りであ
る。
【００２２】図３の（ａ）は、振動台の一般的な特性を
示す図である。図３の（ａ）に示すように、低周波数は
振動台の制御帯域となるため、波形補償を行なう必要が
ほとんどない。一方、高周波域は目標波の帯域以上とな
るため、波形補償を行なう必要がない。このため、図３
の（ｂ）に示すように、低周波域と高周波域の間の周波
数帯域Ａのみ波形補償を行なうことで、従来の波形補償
器に比べて逆特性の演算を高速に行なうことが可能であ
り、かつ図３の（ｃ）に示すように波形補償が行なえ、
従来の波形補償と同等の補償効果が得られる。
示す図である。図３の（ａ）に示すように、低周波数は
振動台の制御帯域となるため、波形補償を行なう必要が
ほとんどない。一方、高周波域は目標波の帯域以上とな
るため、波形補償を行なう必要がない。このため、図３
の（ｂ）に示すように、低周波域と高周波域の間の周波
数帯域Ａのみ波形補償を行なうことで、従来の波形補償
器に比べて逆特性の演算を高速に行なうことが可能であ
り、かつ図３の（ｃ）に示すように波形補償が行なえ、
従来の波形補償と同等の補償効果が得られる。
【００２３】なお、本発明は上記実施の形態のみに限定
されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成及び
作用効果をまとめると次の通りである実施の形態に示さ
れた波形補償装置は、振動台３への加振波の特定周波数
成分を抽出する第１の帯域通過フィルタ１０１〜１０Ｎ
と、前記振動台３からの再現波の特定周波数成分を抽出
する第２の帯域通過フィルタ２０１〜２０Ｎと、前記第
１及び第２の帯域通過フィルタで抽出された各周波数成
分の逆特性値を算出する除算器３０１〜３０Ｎと、前記
除算器３０１〜３０Ｎで算出された各周波数成分の逆特
性値から逆特性モデルを作成する逆特性モデル作成手段
（４０１）と、から構成されている。
されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施でき
る。 （実施の形態のまとめ）実施の形態に示された構成及び
作用効果をまとめると次の通りである実施の形態に示さ
れた波形補償装置は、振動台３への加振波の特定周波数
成分を抽出する第１の帯域通過フィルタ１０１〜１０Ｎ
と、前記振動台３からの再現波の特定周波数成分を抽出
する第２の帯域通過フィルタ２０１〜２０Ｎと、前記第
１及び第２の帯域通過フィルタで抽出された各周波数成
分の逆特性値を算出する除算器３０１〜３０Ｎと、前記
除算器３０１〜３０Ｎで算出された各周波数成分の逆特
性値から逆特性モデルを作成する逆特性モデル作成手段
（４０１）と、から構成されている。
【００２４】このように上記波形補償装置によれば、振
動台３の波形補償に有効な周波数帯域のみ逆特性値を演
算することにより、逆特性モデルを高速に構築すること
が可能になる。
動台３の波形補償に有効な周波数帯域のみ逆特性値を演
算することにより、逆特性モデルを高速に構築すること
が可能になる。
【００２５】
【発明の効果】本発明の波形補償装置によれば、振動台
の波形補償に有効な周波数帯域のみ逆特性値を演算する
ことにより、逆特性モデルを高速に構築することが可能
になる。
の波形補償に有効な周波数帯域のみ逆特性値を演算する
ことにより、逆特性モデルを高速に構築することが可能
になる。
【図１】本発明の実施の形態に係る波形補償装置のシス
テム構成図。
テム構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係る逆特性モデルの作成
法を説明するための図。
法を説明するための図。
【図３】本発明の実施の形態に係る波形補償を説明する
ための図。
ための図。
【図４】従来例に係る波形補償装置の構成を示す全体
図。
図。
【図５】従来例に係る波形補償装置のシステム構成図。
１…目標波設定器 ２…波形補償装置 ３…振動台 ２１…有限要素フィルタ ２２…逆特性演算器 １０１〜１０Ｎ…帯域通過フィルタ ２０１〜２０Ｎ…帯域通過フィルタ ３０１〜３０Ｎ…除算器 ４０１…逆特性モデル統合器 ４０２…逆フーリエ変換器
Claims (1)
- 【請求項１】振動台への加振波の特定周波数成分を抽出
する第１の帯域通過フィルタと、 前記振動台からの再現波の特定周波数成分を抽出する第
２の帯域通過フィルタと、 前記第１及び第２の帯域通過フィルタで抽出された各周
波数成分の逆特性値を算出する除算器と、 前記除算器で算出された各周波数成分の逆特性値から逆
特性モデルを作成する逆特性モデル作成手段と、 を具備したことを特徴とする波形補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10106228A JPH11304635A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 波形補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10106228A JPH11304635A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 波形補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304635A true JPH11304635A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14428280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10106228A Withdrawn JPH11304635A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 波形補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11304635A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013168564A1 (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
1998
- 1998-04-16 JP JP10106228A patent/JPH11304635A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013168564A1 (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-14 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
| JP2013233907A (ja) * | 2012-05-11 | 2013-11-21 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| CN104169160A (zh) * | 2012-05-11 | 2014-11-26 | 日本精工株式会社 | 电动助力转向装置 |
| US9056626B2 (en) | 2012-05-11 | 2015-06-16 | Nsk Ltd. | Electric power steering apparatus |
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