JPH1144623A - 試験装置 - Google Patents
試験装置Info
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- JPH1144623A JPH1144623A JP9203525A JP20352597A JPH1144623A JP H1144623 A JPH1144623 A JP H1144623A JP 9203525 A JP9203525 A JP 9203525A JP 20352597 A JP20352597 A JP 20352597A JP H1144623 A JPH1144623 A JP H1144623A
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Abstract
方向から負荷を与える試験装置において、一方のアクチ
ュエータの動作に対して、他方のアクチュエータの動作
を遅れなく高精度で追従させることができる試験装置を
提供する。 【解決手段】 供試体である構造物110に水平方向か
ら与える変形が、設定信号発生部3からの目標値と一致
するようにPID制御されるアクチュエータ1の変位の
検出値xをDSP9に入力し、このDSP9から出力さ
れる量αx+βを、第2のアクチュエータ2が供試体に
鉛直方向から与える負荷の目標値として、第2のアクチ
ュエータ2をPID制御する。
Description
より構造物に負荷を与えることにより、構造物の強度を
試験する試験装置の改良に関する。
験する場合には、例えば図3に示すような変位または荷
重フィードバック系が用いられる。例えば変位フィード
バック系では、構造物の試験すべき場所に負荷を与える
アクチュエータ101が設けられ、このアクチュエータ
101の変位が変位計102で計測されるとともに、こ
のアクチュエータ101の変位の目標値(設定信号)が
設定信号発生部103から入力され、加算器104にお
いてこれらの偏差が演算される。この偏差は増幅器10
5で増幅された後、PID制御装置106に入力され、
PID制御装置106は、この入力信号に基づいて、サ
ーボ弁107を、アクチュエータ101の変位が設定信
号に一致するように制御する。このようにして、構造物
には、あらかじめ設定されている設定信号にしたがった
変位が与えられ、構造物の強度が計測される。なお、荷
重フィードバック系では、図3の変位計102の代わり
に荷重計が用いられる。
おいては、例えば図4に示すような断面逆T字型の建物
の基礎杭である構造物110等について、異なる2方向
(例えば鉛直方向と水平方向)から同時に負荷を与える
ことにより、試験を行うことがある。すなわち、この構
造物110の基板部111から上方に垂直に延び出す柱
部112に鉛直上方からアクチュエータAにより負荷を
与える一方で、水平方向からはアクチュエータBにより
負荷を与える。この場合、アクチュエータBにより与え
られる荷重を、アクチュエータAの変位(すなわち構造
物110の変形)に追従させて変化させることにより、
構造物110の柱部112が鉛直方向に変形され、かつ
水平方向から荷重を受けたときの強度を計測する。
合した負荷に対する強度を計測する場合には、アクチュ
エータAおよびアクチュエータBのそれぞれに図3に示
したようなフィードバック系を備えるようにしている。
そして、アクチュエータA側のフィードバック系の変位
計102からの検出信号をアクチュエータB側のフィー
ドバック系の設定信号発生部103に入力し、アクチュ
エータA側の検出信号にしたがってアクチュエータB側
の設定信号を調整する。
うに一方のアクチュエータA側の検出信号を他方のアク
チュエータB側の設定信号発生部103に入力するので
は、実際にはコンピュータである設定信号発生部103
での演算時間などの分だけ、アクチュエータBの反応に
遅れが生じてしまう。このため、アクチュエータAの変
位に対してリアルタイム(例えば100μsec〜20
0μsec程度の遅れ)でアクチュエータBの負荷を追
従させることは難しい。
されたもので、少なくとも一対のアクチュエータの一方
により構造物に与えられる変形または荷重を、デジタル
信号処理プロセッサに入力して、他方のアクチュエータ
の目標値を設定することにより、一方のアクチュエータ
の動作に対して、他方のアクチュエータの動作を遅れな
く高精度で追従させることができる試験装置を提供する
ことを目的とする。
を参照して説明すると、請求項1に記載の発明は、複数
のアクチュエータ1、2により異なる方向から供試体を
負荷する試験装置において、前記複数のアクチュエータ
1、2の内の一つのアクチュエータ1による前記供試体
の変形もしくは荷重xが目標値x0と一致するようにこ
の一つのアクチュエータ1を制御する第1のフィードバ
ック回路Bと、前記一つのアクチュエータによる前記供
試体の変形もしくは荷重xが入力されこの変形もしくは
荷重に基づいて前記複数のアクチュエータ1、2の内の
他のアクチュエータ2による前記供試体の変形もしくは
荷重yの目標値y0を出力するデジタル信号処理プロセ
ッサ9と、前記他のアクチュエータ2による前記供試体
の変形もしくは荷重yが前記デジタル信号処理プロセッ
サ9から出力された目標値y0と一致するように前記他
のアクチュエータ2を制御する第2のフィードバック回
路Aとを備えている。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
明の実施の形態について説明する。
に、本発明による試験装置は、アクチュエータ1(アク
チュエータB)の変位をPID制御するフィードバック
系Bと、アクチュエータ2(アクチュエータA)が、供
試体(例えば構造物110)に与える荷重をPID制御
するフィードバック系Aから構成される。
タ1は、例えば図4に示すような構造物110の柱部1
12に水平方向の負荷を与えるものであり、このアクチ
ュエータ1の変位の設定信号(目標値)x0は、パソコ
ン20から設定信号発生部3に設定される。一方、この
アクチュエータ1の実際の変位(すなわち構造物110
の変形)xは変位計4により検出され、この検出値xと
設定信号x0との偏差が加算器5において演算される。
この偏差が増幅器6において増幅されてPID制御装置
7に入力されることにより、PID制御装置7は、アク
チュエータ1の変位xが設定信号(目標値)x0と一致
するように、アクチュエータ1のサーボ弁8を制御す
る。
は、デジタル信号処理プロセッサ(Digital S
ignal Processor)9(以下、「DS
P」と略称する)にも入力される。このDSP9は、こ
の検出値xに基づいて、アクチュエータ2により与えら
れる荷重の目標値y0を演算し、デジタル信号として出
力する。なお、この目標値y0は、例えば、図2に示す
ように、上限値y0maxと下限値y0minの間で、 y0=αx+β …(1) と演算される。
いる実際の荷重yはロードセル10により検出され、加
算器11において、この荷重の検出値yと目標値y0の
偏差が演算される。この偏差は、DSP9と増幅器13
の間に介装されたON/OFF自在のスイッチ12を通
じて増幅器13に達し、増幅器13において増幅され、
PID制御装置14に入力される。そして、PID制御
装置14は、アクチュエータ2により与えられる荷重y
がDSP9の出力y0と一致するように、アクチュエー
タ2のサーボ弁15を制御する。
位の目標値x0や、DSP9での目標値y0の演算式
(1)における係数α、βは、パソコン20の操作によ
り任意に変更することができる。
動作を説明する。
水平方向から変形を与え、この変形に対する構造物11
0の強度を試験する場合、すなわち、アクチュエータ1
のみを動作させフィードバック系B側のみの制御を行う
場合には、スイッチ12はOFF(開放)としておく。
これにより、フィードバック系Bの制御は進行する一方
で、フィードバック系A側には信号が入力されないの
で、フィードバック系Aは作動せず、アクチュエータ2
は構造物110に負荷を与えない。
の変形を与え、この水平方向の変形にしたがって鉛直方
向から荷重を与える試験を行う場合、すなわち、フィー
ドバック系Bとフィードバック系Aを組み合わせた制御
を行う場合には、スイッチ12をON(接続)にする。
すると、アクチュエータ1の変位(すなわち構造物11
0の変形)xに基づいたDSP9の出力信号αx+βが
フィードバック系Aに入力される。この入力信号αx+
βを目標値としてアクチュエータ2により与えられる荷
重yを制御することにより、アクチュエータ2による荷
重制御を、アクチュエータ1の変位に対して例えば図2
に示すような一定の関係で行うことができ、水平方向か
ら変形を与えると同時に鉛直方向から荷重を与えた場合
の構造物110の強度試験を行うことができる。
の変位の検出信号に基づいて、直ちに、アクチュエータ
2の荷重の目標値を演算し、フィードバック系Aに入力
することができるので、フィードバック系A側の制御は
フィードバック系B側の制御に遅れることなく高精度に
追従し、構造物110の変形に対して希望どおりの負荷
を与えることが可能となる。
エータ2により与えられる荷重の目標値αx+βの係数
αおよびβを容易に変更することができる。すなわち、
本発明によれば、フィードバック系Aにおける負荷の制
御条件を自由かつ容易に変更することが可能となり、試
験の自由度が著しく向上する。
試体である構造物110に2つのアクチュエータ1、2
で負荷を与える試験装置に適用した例を示したが、本発
明の適用範囲はこのようなものに限られず、本発明は、
3台以上のアクチュエータにより供試体に異なる方向か
ら負荷を与え、これらのアクチュエータの内の一つのア
クチュエータが供試体に与える変位または荷重にしたが
って、他のアクチュエータが供試体に与える変位または
荷重をフィードバック制御する試験装置に適用してもよ
い。
関係において、一つのアクチュエータはアクチュエータ
1(アクチュエータB)に、他のアクチュエータはアク
チュエータ2(アクチュエータA)に、第1のフィード
バック回路はフィードバック系Bに、第2のフィードバ
ック回路はフィードバック系Aに、供試体は構造物11
0に、それぞれ対応する。
セッサにより、一つのアクチュエータにより供試体に与
えられる変形もしくは荷重に基づいて他のアクチュエー
タによる供試体の変形もしくは荷重の目標値を演算し、
これを第2のフィードバック回路に入力するようにした
ので、他のアクチュエータを、一つのアクチュエータに
より供試体に与えられる変形もしくは荷重に遅れること
なく高精度に追従させることができ、試験の精度を向上
させることができる。また、デジタル信号処理プロセッ
サでは、他のアクチュエータにより与えられる変形もし
くは荷重の目標値を演算するための定数を、容易に変更
することができるので、第2のフィードバック回路によ
る変形もしくは荷重の制御条件を自由かつ容易に変更す
ることが可能となり、試験の自由度が著しく向上する。
例を示すブロック構成図である。
エータAによる荷重の目標値の関係を示す特性図であ
る。
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項1】複数のアクチュエータにより異なる方向か
ら供試体を負荷する試験装置において、 前記複数のアクチュエータの内の一つのアクチュエータ
による前記供試体の変形もしくは荷重が目標値と一致す
るようにこの一つのアクチュエータを制御する第1のフ
ィードバック回路と、 前記一つのアクチュエータによる前記供試体の変形もし
くは荷重が入力されこの変形もしくは荷重に基づいて前
記複数のアクチュエータの内の他のアクチュエータによ
る前記供試体の変形もしくは荷重目標値を出力するデジ
タル信号処理プロセッサと、 前記他のアクチュエータによる前記供試体の変形もしく
は荷重が前記デジタル信号処理プロセッサから出力され
た目標値と一致するように前記他のアクチュエータを制
御する第2のフィードバック回路とを備えたことを特徴
とする試験装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20352597A JP3690077B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20352597A JP3690077B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 試験装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1144623A true JPH1144623A (ja) | 1999-02-16 |
JP3690077B2 JP3690077B2 (ja) | 2005-08-31 |
Family
ID=16475603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20352597A Expired - Fee Related JP3690077B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 試験装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3690077B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009250625A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Saginomiya Seisakusho Inc | 載荷試験方法及び装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS52140381A (en) * | 1976-05-18 | 1977-11-22 | Tekuno Benchiyaa Kk | Multiiaxis fatigue tester |
JPH02103250U (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-16 | ||
JPH04244940A (ja) * | 1991-01-31 | 1992-09-01 | Shimadzu Corp | 材料試験機 |
JPH0635509A (ja) * | 1992-02-03 | 1994-02-10 | Osaka Cement Co Ltd | フィードバック制御システムおよび方法 |
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JPH0798262A (ja) * | 1993-09-29 | 1995-04-11 | Shinko Electric Co Ltd | ねじり加振試験機 |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP20352597A patent/JP3690077B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2009250625A (ja) * | 2008-04-01 | 2009-10-29 | Saginomiya Seisakusho Inc | 載荷試験方法及び装置 |
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JP3690077B2 (ja) | 2005-08-31 |
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