JPH1194689A - 振動試験機における外乱補償装置 - Google Patents
振動試験機における外乱補償装置Info
- Publication number
- JPH1194689A JPH1194689A JP9250272A JP25027297A JPH1194689A JP H1194689 A JPH1194689 A JP H1194689A JP 9250272 A JP9250272 A JP 9250272A JP 25027297 A JP25027297 A JP 25027297A JP H1194689 A JPH1194689 A JP H1194689A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- disturbance
- signal
- acceleration
- shaking table
- influence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】振動試験機、特に継手の剛性が不十分であるも
のに対し、外乱を打ち消すための入力を発生する外乱推
定補償装置を備え、外乱の影響を補償する制御装置を提
供する。 【解決手段】振動台加振機の外乱補償装置は、試験体を
載せるテーブルと、弾性体と見倣せる継手と、加振を行
う加振機と、加振機の油圧を制御するサーボ弁と、サー
ボ弁に制御入力を印加するサーボアンプと、テーブル加
速度を検出する加速度計と、加振機変位を検出する変位
計と、加速度計及び変位計の出力をフィードバックする
フィードバック制御装置と、外乱を推定し外乱の影響を
低減する入力をサーボアンプに印加する外乱オブザーバ
を利用した外乱補償装置とにある。
のに対し、外乱を打ち消すための入力を発生する外乱推
定補償装置を備え、外乱の影響を補償する制御装置を提
供する。 【解決手段】振動台加振機の外乱補償装置は、試験体を
載せるテーブルと、弾性体と見倣せる継手と、加振を行
う加振機と、加振機の油圧を制御するサーボ弁と、サー
ボ弁に制御入力を印加するサーボアンプと、テーブル加
速度を検出する加速度計と、加振機変位を検出する変位
計と、加速度計及び変位計の出力をフィードバックする
フィードバック制御装置と、外乱を推定し外乱の影響を
低減する入力をサーボアンプに印加する外乱オブザーバ
を利用した外乱補償装置とにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動台の加振装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術としては、特許第1023065 号
の「振動試験機における負荷の影響補償装置」により、
振動実験装置の一つである振動台を駆動するシリンダの
両端油室内の差圧を検出しこれを従来のフィードバック
回路に加えることにより負荷によって生じる振動台の負
荷の影響を除去するようにした。
の「振動試験機における負荷の影響補償装置」により、
振動実験装置の一つである振動台を駆動するシリンダの
両端油室内の差圧を検出しこれを従来のフィードバック
回路に加えることにより負荷によって生じる振動台の負
荷の影響を除去するようにした。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の振動台におい
て、振動台加振時に試験体の慣性力が加振機に及ぼす影
響、動台負荷の変動及び振動台に加わる外力が振動台応
答波形へ及ぼす影響が問題とされてきた。また、継手の
剛性が十分とはいえない振動台においては、継手の剛性
不足によるガタの影響が問題とされてきた。通常、この
ような外力を直接検出し、フィードバックすることは困
難である。そこで、本発明では、前述の振動台へ悪影響
を及ぼす種々の外力を全て外乱と見倣し、振動台を制御
する制御回路内に外乱を推定補償する補償器を設けるこ
とにより、それらの影響を低減する。
て、振動台加振時に試験体の慣性力が加振機に及ぼす影
響、動台負荷の変動及び振動台に加わる外力が振動台応
答波形へ及ぼす影響が問題とされてきた。また、継手の
剛性が十分とはいえない振動台においては、継手の剛性
不足によるガタの影響が問題とされてきた。通常、この
ような外力を直接検出し、フィードバックすることは困
難である。そこで、本発明では、前述の振動台へ悪影響
を及ぼす種々の外力を全て外乱と見倣し、振動台を制御
する制御回路内に外乱を推定補償する補償器を設けるこ
とにより、それらの影響を低減する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、振動台を制
御する制御回路内に、外乱を推定補償する外乱オブザー
バを設ける。外乱オブザーバは、検出量を元に外乱を打
ち消す入力を算出し、これを制御入力として加振信号に
付加するものである。このような機能を持つ外乱オブザ
ーバを構成し、振動台に付加することにより、従来、制
御が困難であった振動台の加振機・テーブルへの外力の
影響や継手の剛性不足の影響を、制御的に推定して補償
することが可能となる。そして、外乱の影響を除去し目
的の振動台加振を行うことができる。
御する制御回路内に、外乱を推定補償する外乱オブザー
バを設ける。外乱オブザーバは、検出量を元に外乱を打
ち消す入力を算出し、これを制御入力として加振信号に
付加するものである。このような機能を持つ外乱オブザ
ーバを構成し、振動台に付加することにより、従来、制
御が困難であった振動台の加振機・テーブルへの外力の
影響や継手の剛性不足の影響を、制御的に推定して補償
することが可能となる。そして、外乱の影響を除去し目
的の振動台加振を行うことができる。
【０００５】外乱オブザーバの導入に際しては、従来の
振動台の外形を大きく変更する必要はなく、コントロー
ラの変更のみで制御効果を得ることができる。
振動台の外形を大きく変更する必要はなく、コントロー
ラの変更のみで制御効果を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、外乱補償装置を備えた振
動台の制御機構図である。図１において、目標値が加振
信号発生器１７より電圧として加えられると、加算機
９，１０，１１と増幅器８とからなるサーボアンプ７で
は電圧を電流に変換及び増幅し、前記電流はサーボ弁４
に供給される。サーボ弁４では前記電流により、圧油を
油圧源から加振機３に供給し、前記加振機３が変位する
ことにより、継手２を介し、テーブル１を加振する。
動台の制御機構図である。図１において、目標値が加振
信号発生器１７より電圧として加えられると、加算機
９，１０，１１と増幅器８とからなるサーボアンプ７で
は電圧を電流に変換及び増幅し、前記電流はサーボ弁４
に供給される。サーボ弁４では前記電流により、圧油を
油圧源から加振機３に供給し、前記加振機３が変位する
ことにより、継手２を介し、テーブル１を加振する。
【０００７】一方、加速度検出器６により検出されるテ
ーブル１の加速度と、変位計１３と加速度計１４と積分
器１５とからなるフィードバック制御装置１２により前
記加速度を積分して変換した速度とがそれぞれ電圧信号
として加算器にフィードバックされる。
ーブル１の加速度と、変位計１３と加速度計１４と積分
器１５とからなるフィードバック制御装置１２により前
記加速度を積分して変換した速度とがそれぞれ電圧信号
として加算器にフィードバックされる。
【０００８】テーブル１に外乱ｄが作用すると、前記加
速度検出器６により加速度信号が検出され、外乱オブザ
ーバ１６に加速度信号として送られる。前記外乱オブザ
ーバ１６では前記加速度信号と、加振信号発生器１７と
フィードバック信号の差である偏差入力信号とを比較
し、外乱を打ち消すための信号を加算器に重畳すること
により、サーボ弁４に外乱を打ち消す信号を付加し、テ
ーブル１に加わる外乱の影響を補償する。
速度検出器６により加速度信号が検出され、外乱オブザ
ーバ１６に加速度信号として送られる。前記外乱オブザ
ーバ１６では前記加速度信号と、加振信号発生器１７と
フィードバック信号の差である偏差入力信号とを比較
し、外乱を打ち消すための信号を加算器に重畳すること
により、サーボ弁４に外乱を打ち消す信号を付加し、テ
ーブル１に加わる外乱の影響を補償する。
【０００９】実施例として、継手の剛性が十分といえな
い振動台において、継手をばね，ダンパと近似して継手
の弾性を表現し、継手剛性を考慮した振動台における外
乱オブザーバを構成する。
い振動台において、継手をばね，ダンパと近似して継手
の弾性を表現し、継手剛性を考慮した振動台における外
乱オブザーバを構成する。
【００１０】振動台の運動方程式は（数１）から（数
５）となる。
５）となる。
【００１１】加振信号発生器１７からの加振信号とサー
ボアンプ７の電流との関係式 ｉ＝Ｋamp・ｅ …（数１） ｅ＝ｒ−Ｆta・αt−Ｆtv・ｖt−Ｆad・ｚa …（数２） １次近似した加振系（サーボ弁４，加振機３）の式
ボアンプ７の電流との関係式 ｉ＝Ｋamp・ｅ …（数１） ｅ＝ｒ−Ｆta・αt−Ｆtv・ｖt−Ｆad・ｚa …（数２） １次近似した加振系（サーボ弁４，加振機３）の式
【００１２】
【数３】
【００１３】テーブル１，継手２の運動方程式 Ｍαt＝ｄ＋Ｃj(ｖa−ｖt)＋Ｋj(ｚa−ｚt) …（数４） ここで、 ｅ：偏差入力 ｒ：入力信号［Ｖ］ Ｆta：テーブル加速度のフィードバックゲイン［Ｖ／
(ｍ／ｓ2)］ αt ：テーブル加速度［ｍ／ｓ2］ Ｆtv：テーブル速度のフィードバックゲイン［Ｖ／(ｍ
／ｓ)］ ｖt ：テーブル速度［ｍ／ｓ］ Ｆad：加振機変位のフィードバックゲイン［Ｖ／ｍ］ ｚa ：加振機変位［ｍ］ ｉ：サーボアンプの出力電流［ｍＡ］ Ｋamp：サーボアンプのゲイン［ｍＡ／Ｖ］ Ｋsq：加振系のゲイン［ｍ3／(ｍＡ・ｓ）］ Ｔ：加振系の時定数［ｓ］ Ｍ：継手，テーブル可動部質量［ｋｇ］ Ｃj ：継手の粘性抵抗係数［Ｎ・ｓ／ｍ］ Ｋj ：継手のばね定数［Ｎ／ｍ］ ｚt ：テーブル変位［ｍ］ ｖa ：加振機速度［ｍ／ｓ］ とする。
(ｍ／ｓ2)］ αt ：テーブル加速度［ｍ／ｓ2］ Ｆtv：テーブル速度のフィードバックゲイン［Ｖ／(ｍ
／ｓ)］ ｖt ：テーブル速度［ｍ／ｓ］ Ｆad：加振機変位のフィードバックゲイン［Ｖ／ｍ］ ｚa ：加振機変位［ｍ］ ｉ：サーボアンプの出力電流［ｍＡ］ Ｋamp：サーボアンプのゲイン［ｍＡ／Ｖ］ Ｋsq：加振系のゲイン［ｍ3／(ｍＡ・ｓ）］ Ｔ：加振系の時定数［ｓ］ Ｍ：継手，テーブル可動部質量［ｋｇ］ Ｃj ：継手の粘性抵抗係数［Ｎ・ｓ／ｍ］ Ｋj ：継手のばね定数［Ｎ／ｍ］ ｚt ：テーブル変位［ｍ］ ｖa ：加振機速度［ｍ／ｓ］ とする。
【００１４】（数１）から（数４）を纏め、更に、外乱
オブザーバへの入力信号としては、直接検出できるテー
ブル加速度を外乱オブザーバの入力信号とするため、テ
ーブル速度をメジャーループとするように制御対象を構
成すると、図２のブロック線図を得る。
オブザーバへの入力信号としては、直接検出できるテー
ブル加速度を外乱オブザーバの入力信号とするため、テ
ーブル速度をメジャーループとするように制御対象を構
成すると、図２のブロック線図を得る。
【００１５】図２の破線内を制御対象とすれば（数５）
が成り立つ。
が成り立つ。
【００１６】
【数５】
【００１７】（数５）より外乱オブザーバを構成する。
（数５）をｄについて解き、外乱の推定値ｄ0 を導出す
ると、
（数５）をｄについて解き、外乱の推定値ｄ0 を導出す
ると、
【００１８】
【数６】
【００１９】を得る。（数６）にフィルタを挿入し、次
式を得る。
式を得る。
【００２０】
【数７】
【００２１】（数７）のω0 は外乱オブザーバによる外
乱抑圧の帯域を表す。
乱抑圧の帯域を表す。
【００２２】図３に外乱の影響を低減する外乱補償器の
ブロック線図を示す。図３のＨを（数８）としてシミュ
レーションモデルを作成し、外乱オブザーバの制御効果
を確認する。
ブロック線図を示す。図３のＨを（数８）としてシミュ
レーションモデルを作成し、外乱オブザーバの制御効果
を確認する。
【００２３】
【数８】
【００２４】図４に、実施例としてステップ状外乱に対
する振動台応答のシミュレーション結果を示す。図４よ
り、ステップ状外乱に対し、外乱オブザーバがないとき
はテーブルに変位が残るが、外乱オブザーバを付加すれ
ば外乱の影響が低減することが分かる。
する振動台応答のシミュレーション結果を示す。図４よ
り、ステップ状外乱に対し、外乱オブザーバがないとき
はテーブルに変位が残るが、外乱オブザーバを付加すれ
ば外乱の影響が低減することが分かる。
【００２５】図５には、実施例として正弦波状外乱に対
する振動台応答のシミュレーション結果を示す。図５よ
り、正弦波状外乱に対し、外乱オブザーバがないときは
テーブルに正弦波状の変動が残るが、外乱オブザーバを
付加すれば外乱の影響が低減することが分かる。以上の
ように、外乱オブザーバを用いた外乱補償装置を構成
し、制御回路として振動台に組み込めば、外乱の影響を
低減させることができる。
する振動台応答のシミュレーション結果を示す。図５よ
り、正弦波状外乱に対し、外乱オブザーバがないときは
テーブルに正弦波状の変動が残るが、外乱オブザーバを
付加すれば外乱の影響が低減することが分かる。以上の
ように、外乱オブザーバを用いた外乱補償装置を構成
し、制御回路として振動台に組み込めば、外乱の影響を
低減させることができる。
【００２６】本外乱補償装置は、振動台の規模によら
ず、様々な大きさの振動台に適用できる。また、継手に
関しては、トラニオン継手やリンク継手構造の振動台へ
の適用が考えられる。
ず、様々な大きさの振動台に適用できる。また、継手に
関しては、トラニオン継手やリンク継手構造の振動台へ
の適用が考えられる。
【００２７】
【発明の効果】本発明の外乱補償装置を振動台の制御回
路内に設けることにより、従来直接検出することが困難
であった種々の外力を、制御的に推定することが可能と
なる。この推定値を、外力を打ち消すように制御入力に
付加することによって、振動試験時に発生する外乱の影
響を低減し、目的の振動台加振をすることができる。
路内に設けることにより、従来直接検出することが困難
であった種々の外力を、制御的に推定することが可能と
なる。この推定値を、外力を打ち消すように制御入力に
付加することによって、振動試験時に発生する外乱の影
響を低減し、目的の振動台加振をすることができる。
【００２８】振動台に、本発明の外乱補償装置を組み込
んでシミュレーションを行うと、図４，図５の結果を得
る。図４，図５より、ステップ状及び正弦波状の外乱に
対し、外乱オブザーバを用いた外乱補償装置によって、
外乱の影響を低減できることが分かる。
んでシミュレーションを行うと、図４，図５の結果を得
る。図４，図５より、ステップ状及び正弦波状の外乱に
対し、外乱オブザーバを用いた外乱補償装置によって、
外乱の影響を低減できることが分かる。
【図１】加振機の継手剛性を考慮した振動台の外乱補償
制御機構を示す図。
制御機構を示す図。
【図２】継手剛性を考慮した振動台のブロック図。
【図３】外乱の影響を低減する外乱補償装置を組み込ん
だ振動台加振機のブロック図。
だ振動台加振機のブロック図。
【図４】本発明の実施例のステップ状外乱に対するシミ
ュレーション結果を示す特性図。
ュレーション結果を示す特性図。
【図５】本発明の実施例の正弦波状外乱に対するシミュ
レーション結果を示す特性図。
レーション結果を示す特性図。
１…テーブル、２…継手、３…加振機、４…サーボ弁、
５…変位検出器、６…加速度検出器、７…サーボアン
プ、８…増幅器、９，１０，１１…加算器、１２…フィ
ードバック制御装置、１３…変位計、１４…加速度計、
１５…積分器、１６…外乱オブザーバ、１７…加振信号
発生器、ｄ…外乱。
５…変位検出器、６…加速度検出器、７…サーボアン
プ、８…増幅器、９，１０，１１…加算器、１２…フィ
ードバック制御装置、１３…変位計、１４…加速度計、
１５…積分器、１６…外乱オブザーバ、１７…加振信号
発生器、ｄ…外乱。
Claims (1)
- 【請求項１】振動台テーブルと、振動台を駆動する加振
機と、テーブルと加振機とを結合する継手と、加振機に
供給される圧油を制御するサーボ弁と、振動台の変位に
相当する目標値を電圧信号として発信する加振信号発生
器と、振動台の変位・速度・加速度のフィードバック要
素を電圧変換してフィードバックするための振動台変位
検出器，加速度検出器を有するフィードバック回路と、
前記信号発生器とフィードバック回路とからの電圧信号
の差を計算し偏差を検出する加算器と加算器からの偏差
信号を増幅してサーボ弁に加える増幅器とを有するサー
ボアンプとからなる電気−油圧サーボ機構を備えた振動
試験機において、振動台に加わる外乱を打ち消すための
入力を発生する外乱推定補償器を、前記フィードバック
回路に設けたことを特徴とする振動試験機における外乱
補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9250272A JPH1194689A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 振動試験機における外乱補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9250272A JPH1194689A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 振動試験機における外乱補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1194689A true JPH1194689A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17205437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9250272A Pending JPH1194689A (ja) | 1997-09-16 | 1997-09-16 | 振動試験機における外乱補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1194689A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1311170C (zh) * | 2003-01-09 | 2007-04-18 | 株式会社东芝 | 具有异常检测功能的伺服阀控制装置与伺服阀控制系统 |
| JP2016050867A (ja) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | カヤバ システム マシナリー株式会社 | 加振機 |
| CN110044568A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-23 | 大连海事大学 | 一种两自由度双电液振动台台阵模拟系统干扰力补偿方法 |
| CN110108429A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-09 | 大连海事大学 | 一种六自由度双电液振动台台阵模拟系统干扰力补偿方法 |
-
1997
- 1997-09-16 JP JP9250272A patent/JPH1194689A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1311170C (zh) * | 2003-01-09 | 2007-04-18 | 株式会社东芝 | 具有异常检测功能的伺服阀控制装置与伺服阀控制系统 |
| JP2016050867A (ja) * | 2014-09-01 | 2016-04-11 | カヤバ システム マシナリー株式会社 | 加振機 |
| CN110044568A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-23 | 大连海事大学 | 一种两自由度双电液振动台台阵模拟系统干扰力补偿方法 |
| CN110108429A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-08-09 | 大连海事大学 | 一种六自由度双电液振动台台阵模拟系统干扰力补偿方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0713287B1 (en) | Power system stabilizer for generator | |
| KR100951754B1 (ko) | 기계 위치 제어 장치 | |
| JP3189865B2 (ja) | 機械振動検出装置および制振制御装置 | |
| JP4685071B2 (ja) | モータ制御装置及びモータ制御方法 | |
| JP5541314B2 (ja) | ダイナモメータシステムの制御装置 | |
| JP4150902B2 (ja) | 電動機速度制御系におけるねじり振動抑制方法および装置 | |
| WO1997011344A1 (fr) | Ensemble table vibrante et procede de commande associe | |
| JP2008102127A (ja) | 振動試験装置 | |
| WO2018190303A1 (ja) | 電気慣性制御装置 | |
| JP2008233075A (ja) | 振動試験装置 | |
| JPH1194689A (ja) | 振動試験機における外乱補償装置 | |
| JP4893039B2 (ja) | 電動機制御方法およびその装置 | |
| JPH06235439A (ja) | 振動制御方法および装置 | |
| JP2002156308A (ja) | 振動台及びその制御装置、並びに制御方法 | |
| JP2006090761A (ja) | 振動試験装置 | |
| JPH10318879A (ja) | 振動試験機における外乱の影響補償装置 | |
| JPS58170901A (ja) | 電気油圧サ−ボ系 | |
| JP2000097280A (ja) | 振動構成部材の支持装置 | |
| JP3220589B2 (ja) | メカニカルシステムの制御装置 | |
| JP3972155B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| JP3303566B2 (ja) | 共振比制御による２慣性共振系の振動抑制装置 | |
| JP4092878B2 (ja) | 振動台及びその制御装置並びに制御方法 | |
| JP3311881B2 (ja) | 電力安定化装置 | |
| JP6706122B2 (ja) | 能動型制振装置 | |
| JPH0712175A (ja) | 精密防振装置 |