JPS59208615A - 振動台の運転制御装置 - Google Patents
振動台の運転制御装置Info
- Publication number
- JPS59208615A JPS59208615A JP58081791A JP8179183A JPS59208615A JP S59208615 A JPS59208615 A JP S59208615A JP 58081791 A JP58081791 A JP 58081791A JP 8179183 A JP8179183 A JP 8179183A JP S59208615 A JPS59208615 A JP S59208615A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- excitation
- vibration
- transfer function
- function matrix
- signal
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D19/00—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
- G05D19/02—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase characterised by the use of electric means
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は振動台の運転制御装置の改良に係るものである
。
。
従来の振動台は、第1図に示すように、目標振動(例え
ば加速度)(1)とセンサ(例えば加速度計)(4)で
検出された振動台(2)の実際の振動(3)を比較器(
5)に加えて、両者の差(6)を求め、これに制御装置
(7)によって、比例、積分、微分等の演算を施したも
のを駆動信号(8)として加振機(9)に加えるという
、所謂フィートノζツク制御を基本として制御されてい
る。しかし、これだけでは不十分のため、第1図の(1
0)で示されたこのフィードメック’djlJ御系全体
の特性を予め把握し、その特性を考慮して、振動台の振
動(3)が本来の目標値と一致するように、見掛けの目
標値(1)を修正して加える。所謂入力補償方式が用い
られる。これを行なうのが第1図の入力補償器(11)
である。本来の目標値は、目標波発生器(12)によっ
て作られ、これが入力補償器(11)K加えられる。本
発明は、この入力補償に関するものである。
ば加速度)(1)とセンサ(例えば加速度計)(4)で
検出された振動台(2)の実際の振動(3)を比較器(
5)に加えて、両者の差(6)を求め、これに制御装置
(7)によって、比例、積分、微分等の演算を施したも
のを駆動信号(8)として加振機(9)に加えるという
、所謂フィートノζツク制御を基本として制御されてい
る。しかし、これだけでは不十分のため、第1図の(1
0)で示されたこのフィードメック’djlJ御系全体
の特性を予め把握し、その特性を考慮して、振動台の振
動(3)が本来の目標値と一致するように、見掛けの目
標値(1)を修正して加える。所謂入力補償方式が用い
られる。これを行なうのが第1図の入力補償器(11)
である。本来の目標値は、目標波発生器(12)によっ
て作られ、これが入力補償器(11)K加えられる。本
発明は、この入力補償に関するものである。
振動台を3次元振動台と仮定し、第2図に示すように”
+ y) X方向の並進とz’、y、z 軸まわりの
回転φ、θ、ψを行なうものとする。図中(102)は
供試体、(101)は振動台、(103)はX軸加振機
、(104)はY軸加振機、(105)はZ軸加振機で
ある。
+ y) X方向の並進とz’、y、z 軸まわりの
回転φ、θ、ψを行なうものとする。図中(102)は
供試体、(101)は振動台、(103)はX軸加振機
、(104)はY軸加振機、(105)はZ軸加振機で
ある。
このとき、制御系(第1図の(10) )の伝達関数行
列なGとすれば、入力′x(第1図の(1))のフーリ
エスペクトルζ。とそれに対応する出力I(第1図の(
3) )のフーリエスペクトルことは(1)式のように
表わされる。
列なGとすれば、入力′x(第1図の(1))のフーリ
エスペクトルζ。とそれに対応する出力I(第1図の(
3) )のフーリエスペクトルことは(1)式のように
表わされる。
ζ−G Cc(1)
入力補償は(1)式のζが目標値XTのフーリエスペク
トル(どなるようにζ。をきめるものである。
トル(どなるようにζ。をきめるものである。
即ち、(1)式において
ζ−ζT(2)
とおいて、ζ、について解けば
ζ。=0ζT(3)
Ω−1=逆伝達関数行列
(3)式において、ζ7は与えられるのでζ。を求める
ためには0−1が必要となる。
ためには0−1が必要となる。
このため、(1)式で表わされる6次元振動台の場合に
は、試加振と称して、Iの各要素についてその要素の動
きのみを独立に入力して(例えばX方向の動きのみを第
1図の(1)の入力として与える)そのときの各方向の
動きを記録し、これらの6回の試加振の入出力の結果よ
り(1)式のOを求め、それからG−1を求めろ方法が
とられている。
は、試加振と称して、Iの各要素についてその要素の動
きのみを独立に入力して(例えばX方向の動きのみを第
1図の(1)の入力として与える)そのときの各方向の
動きを記録し、これらの6回の試加振の入出力の結果よ
り(1)式のOを求め、それからG−1を求めろ方法が
とられている。
しかし、上記試加振時の状態は、目標値ITを発生させ
たときの状態(本加振時の状態)とは次の点で異なって
いる。
たときの状態(本加振時の状態)とは次の点で異なって
いる。
■ 試加振時と本加振時の加振レベルは一般に異なる。
■ 試加撮は、入力としては、−軸方向または一軸まわ
りの運動であるが、本加振は一般に6次元運動が入力と
して与えられる。
りの運動であるが、本加振は一般に6次元運動が入力と
して与えられる。
このため、試加振によって求めたG は、一般に本加振
時の振動台の特性とは異なり、それを用いた(3)式の
coでは、xTが発生できないことになる。これに対す
る一対策として、従来は、次のような方法が用いられて
いる。第6図は従来方法を示すもので、上記方法によっ
て求めたG(第6図の(24))を用い(3)式で求め
られたζ。を7−りエ逆変換したxcを制御系(10)
へ入力して加振し、同制御系(1のから得られた加振結
果工のフーリエ逆変換ζが目標値工、のフーリエ逆変換
ζ、と一致しないときは、比較器(29)の出力が論理
1となりスイッチ(3のがA側に接し、さらにその差を
相殺するように入力xcを加振指令値発生器(26)で
修正して、再度加振し、以下このような方法を満足する
結果が得られるまで繰り返すという、繰り返し入力補償
方法である。修正段階では加振指令値発生器(26)に
おいて次式の計算が行なわれる。
時の振動台の特性とは異なり、それを用いた(3)式の
coでは、xTが発生できないことになる。これに対す
る一対策として、従来は、次のような方法が用いられて
いる。第6図は従来方法を示すもので、上記方法によっ
て求めたG(第6図の(24))を用い(3)式で求め
られたζ。を7−りエ逆変換したxcを制御系(10)
へ入力して加振し、同制御系(1のから得られた加振結
果工のフーリエ逆変換ζが目標値工、のフーリエ逆変換
ζ、と一致しないときは、比較器(29)の出力が論理
1となりスイッチ(3のがA側に接し、さらにその差を
相殺するように入力xcを加振指令値発生器(26)で
修正して、再度加振し、以下このような方法を満足する
結果が得られるまで繰り返すという、繰り返し入力補償
方法である。修正段階では加振指令値発生器(26)に
おいて次式の計算が行なわれる。
Cc(i+1)−ζ。(j)十に’ (ζ1−ζ(i)
) (41(j):龜回目の加振時の値を表わす に:補正の程度をきめる係数 新しいxcはζ。(、、+、)をフーリエ逆変換したも
のである。
) (41(j):龜回目の加振時の値を表わす に:補正の程度をきめる係数 新しいxcはζ。(、、+、)をフーリエ逆変換したも
のである。
但し、このようにしても、振動台の特性を表わすG−1
は、前記のようにして求めた試加振時の値に固定してい
るため、ζ1を発生させることが困難なことがある。
は、前記のようにして求めた試加振時の値に固定してい
るため、ζ1を発生させることが困難なことがある。
而してG−1は6×6の複素行列であり角周波数ωの関
数である。ωを離散化し、G をG(ω1)。
数である。ωを離散化し、G をG(ω1)。
G−1(%)・・・e−1<、、、aで表わす。G−1
(ωA)の要素はαA、l;7bA(但し、α、bは実
数)で表わすことがテキル。G の各璧素についてゲイ
ンαに2位相b4を、ωを横軸するグラフで整理すると
第4図に示すようにαにはピークがいくつも現れ、bは
ピーク角周波数ωfで急激に変化する。G のどの要素
も同一の角周波敷写でαがピーク値をとり、bの急激な
変化を生じる性質がある。
(ωA)の要素はαA、l;7bA(但し、α、bは実
数)で表わすことがテキル。G の各璧素についてゲイ
ンαに2位相b4を、ωを横軸するグラフで整理すると
第4図に示すようにαにはピークがいくつも現れ、bは
ピーク角周波数ωfで急激に変化する。G のどの要素
も同一の角周波敷写でαがピーク値をとり、bの急激な
変化を生じる性質がある。
ωfは加振方法、加振レベルにより変化するため、試加
振で得られたG か第4図の(20)であり、本加振時
には(21)に示すようにピーク位置が変化する。
振で得られたG か第4図の(20)であり、本加振時
には(21)に示すようにピーク位置が変化する。
ピークが非常に急峻な場合、ピーク周波数の僅かな変動
であっても、01周辺では同一周波数のαと6とが試加
振と本加振とで大きな差が生じることになる。
であっても、01周辺では同一周波数のαと6とが試加
振と本加振とで大きな差が生じることになる。
このため、(4)式の修正方法では希望の波形に収束し
ないという不具合を生じることがある。
ないという不具合を生じることがある。
本発明はこのような問題点を解決し、振動台を目標通り
に加振できる入力補償装置を得ることを目的として提案
されたもので、入力振動信号”Jt)(但しxoは例え
ば(x、y、z、φ、θ、ψ)などの各自由度成分を有
する多次元ベクトル)と振動台の振動を検出して得られ
る出力振動信号X−(t) (但し工も同じく多状元は
クトル)との差信号に演算を施して得られる駆動信号に
より加振機を駆動して振動台を加振する型の振動台フィ
ードバック制御システムを利用して振動台に目標とする
振動様式″xT(t)(但しxTも同じく多次元ベクト
ル)の加振を実現するため、入力xc(t)のフーリエ
スはクトルζ。(ω)= 5 xce”’dtから対応
する出カニ(t)のフーリエスはクトルζ((IJ)−
f) x e”tttをζ−Gζoなる関係で導く伝達
関数行列G(ω)の逆行列即ち逆伝達関数行列C1ω)
を求め、目標振動工、のフーリエスはクトルζT(ω)
−J xTe”’dtにこの逆伝達関数行列C1を掛け
て加振指令信号のフーリエスにクトルζ。(ω)−GC
Tを導き、このフーリエスペクトルζC(ω)に逆フー
リエ変換を施して加振指令信号I。(t)を導きこれを
前記振動台フィードバック制御システムに対する入力振
動信号とする振動台の運転制御装置であって、 (1)振動台の運動の自由度の数だげ1自由度ずつ試加
振を行ってその入出力関係から前記逆伝達関数行列G−
1の試加振暫定値を求める手段、(2)目標とする振動
信号″:x:T(t)を発生する手段、(3)最初の加
振においては目標振動信号xT(t)に7−リエ変換を
施し前記暫定逆伝達関数行列7ハω)を掛は更に逆フー
リエ変換を施して加振指令信号IC(t)を発生し、
2回目以降の加振におい【は前回の加振の出力振動信号
工、(t)にフーリエ変換を施し後述の如くして修正さ
れた逆伝達関数行列(1(ω)を掛は更に逆フーリエ変
換を施して加振指令信号″X、(t)を発生する手段、
(4)各回の加振の出力振動信号X、(t>を記憶する
加振波形記憶手段、 (5)前記各回の加振の出力振動信号〕[、内のフーリ
エスペクトルζ1(t)と目標振動!T(t)のフーリ
エスペクトルζT(t)とを比較し、その差が許容値ε
以内の場合は前記加振波形記憶手段中に記憶されてい
る前回の加振の出力振動信号工(t)を加振データ処理
装置に送り、その差が許容値ε0を起える場合は前記加
振波形記憶手段中に記憶されている前回の加振の出力振
動信号=c、(t)を前記加振指令信号発生手段及び後
述の逆伝達関数行列修正手段に送る比較手段、 (6)前dl′比較手段 による比較の結果送られる前
回の加振の出力信号:cL(t)と前記加振指令信号発
生手段から送られる前回の加振の加振指令信号IC(1
)と前回(即ち第を回目)の加振に使用された伝達関数
行列0(ω)とから次回(即ち第己 (L+l)回目)の加振に使用されるべき修正された逆
伝達関数行列(:、−”、 ((IJ)をG<i+□
)(ω)−α(ω)・eり(−+1) ()・b(ω)l=G7(ω)の関係の修正パラメータ
α(ω)。
に加振できる入力補償装置を得ることを目的として提案
されたもので、入力振動信号”Jt)(但しxoは例え
ば(x、y、z、φ、θ、ψ)などの各自由度成分を有
する多次元ベクトル)と振動台の振動を検出して得られ
る出力振動信号X−(t) (但し工も同じく多状元は
クトル)との差信号に演算を施して得られる駆動信号に
より加振機を駆動して振動台を加振する型の振動台フィ
ードバック制御システムを利用して振動台に目標とする
振動様式″xT(t)(但しxTも同じく多次元ベクト
ル)の加振を実現するため、入力xc(t)のフーリエ
スはクトルζ。(ω)= 5 xce”’dtから対応
する出カニ(t)のフーリエスはクトルζ((IJ)−
f) x e”tttをζ−Gζoなる関係で導く伝達
関数行列G(ω)の逆行列即ち逆伝達関数行列C1ω)
を求め、目標振動工、のフーリエスはクトルζT(ω)
−J xTe”’dtにこの逆伝達関数行列C1を掛け
て加振指令信号のフーリエスにクトルζ。(ω)−GC
Tを導き、このフーリエスペクトルζC(ω)に逆フー
リエ変換を施して加振指令信号I。(t)を導きこれを
前記振動台フィードバック制御システムに対する入力振
動信号とする振動台の運転制御装置であって、 (1)振動台の運動の自由度の数だげ1自由度ずつ試加
振を行ってその入出力関係から前記逆伝達関数行列G−
1の試加振暫定値を求める手段、(2)目標とする振動
信号″:x:T(t)を発生する手段、(3)最初の加
振においては目標振動信号xT(t)に7−リエ変換を
施し前記暫定逆伝達関数行列7ハω)を掛は更に逆フー
リエ変換を施して加振指令信号IC(t)を発生し、
2回目以降の加振におい【は前回の加振の出力振動信号
工、(t)にフーリエ変換を施し後述の如くして修正さ
れた逆伝達関数行列(1(ω)を掛は更に逆フーリエ変
換を施して加振指令信号″X、(t)を発生する手段、
(4)各回の加振の出力振動信号X、(t>を記憶する
加振波形記憶手段、 (5)前記各回の加振の出力振動信号〕[、内のフーリ
エスペクトルζ1(t)と目標振動!T(t)のフーリ
エスペクトルζT(t)とを比較し、その差が許容値ε
以内の場合は前記加振波形記憶手段中に記憶されてい
る前回の加振の出力振動信号工(t)を加振データ処理
装置に送り、その差が許容値ε0を起える場合は前記加
振波形記憶手段中に記憶されている前回の加振の出力振
動信号=c、(t)を前記加振指令信号発生手段及び後
述の逆伝達関数行列修正手段に送る比較手段、 (6)前dl′比較手段 による比較の結果送られる前
回の加振の出力信号:cL(t)と前記加振指令信号発
生手段から送られる前回の加振の加振指令信号IC(1
)と前回(即ち第を回目)の加振に使用された伝達関数
行列0(ω)とから次回(即ち第己 (L+l)回目)の加振に使用されるべき修正された逆
伝達関数行列(:、−”、 ((IJ)をG<i+□
)(ω)−α(ω)・eり(−+1) ()・b(ω)l=G7(ω)の関係の修正パラメータ
α(ω)。
7!+(ω)を解くことにより求める逆伝達関数行列修
正手段であって、 (イ)加振指令信号:cc(t)を時刻tの離散的な値
11.12.・・・・−・’7Lに対する時系列データ
xc(t、)。
正手段であって、 (イ)加振指令信号:cc(t)を時刻tの離散的な値
11.12.・・・・−・’7Lに対する時系列データ
xc(t、)。
′:x(t2)、・・・・・・・・・Xc(tρとして
記憶する加振指令値記憶回路、 (ロ)加振出力信号Q) を時刻tの離散的な値t工、
t2.・・・・・・・・・へに対する時系列データ″X
L(t□)、 入(t2) 、・−・・・・・・・工、
(tりとして記憶する加振波形記憶回路、 (/→ 前記加振指令値記憶回路中の時系列データにフ
ーリエ変換を施して複素数データ系列ζ声、) 、 C
,@2) 、 −・−−−−・−・、ζ、(0)ρを導
くフーリエ変換装置、 に)前記加振波形記憶回路中の時系列データにフーリエ
変換を施して複素数データ系列ζ、((d、 ) 、ζ
L(07,)、・・・・・・・−・、ζL(m、)を導
くフーリエ変換装置、 (利 前記2つのフーリエ変換装置から送られる複素数
データ及び前回使用した伝達関数行列G(ω)から ζき)−α(ωル)・gり()・b−))・G謝4)ζ
0@ル)(A=1.2.・・・・・・・・・m)という
連立方程式を最小二乗法を用いて各ムの値について2つ
ずつの修正パラメータα(ωp及びb(ωk)(A−1
,2,・・・、771)を求める計算装置、 (へ)前記計算装置により算出した伝達関数行列Cx2
に対する修正パラメータα(ωA)及びb(ωA)
(A=1.2.・・・・・・、m)を用いて”(L+1
)籠)=OL(ωA)・C予p()・b(G)a))G
謝り(A=1.2.・・・・・・・・・−)なる式によ
り次回の加振に使用すべき伝達関数行列G−(i+1)
を求める伝達関数行列修正装置、及び c(L+t)〜(A=1,2.・−・・・・・・・m)
を算出する逆伝達関数行列演算装置 から成る逆伝達関数行列修正手段、並びに(7)第2回
目以降の加振において前記逆伝達関数行列修正手段によ
り発生される修正された逆伝達開数行列を前記加振指令
値発生手段に供給する手段、 を具備することを特徴とする振動台の運転制御装置に係
るものである。
記憶する加振指令値記憶回路、 (ロ)加振出力信号Q) を時刻tの離散的な値t工、
t2.・・・・・・・・・へに対する時系列データ″X
L(t□)、 入(t2) 、・−・・・・・・・工、
(tりとして記憶する加振波形記憶回路、 (/→ 前記加振指令値記憶回路中の時系列データにフ
ーリエ変換を施して複素数データ系列ζ声、) 、 C
,@2) 、 −・−−−−・−・、ζ、(0)ρを導
くフーリエ変換装置、 に)前記加振波形記憶回路中の時系列データにフーリエ
変換を施して複素数データ系列ζ、((d、 ) 、ζ
L(07,)、・・・・・・・−・、ζL(m、)を導
くフーリエ変換装置、 (利 前記2つのフーリエ変換装置から送られる複素数
データ及び前回使用した伝達関数行列G(ω)から ζき)−α(ωル)・gり()・b−))・G謝4)ζ
0@ル)(A=1.2.・・・・・・・・・m)という
連立方程式を最小二乗法を用いて各ムの値について2つ
ずつの修正パラメータα(ωp及びb(ωk)(A−1
,2,・・・、771)を求める計算装置、 (へ)前記計算装置により算出した伝達関数行列Cx2
に対する修正パラメータα(ωA)及びb(ωA)
(A=1.2.・・・・・・、m)を用いて”(L+1
)籠)=OL(ωA)・C予p()・b(G)a))G
謝り(A=1.2.・・・・・・・・・−)なる式によ
り次回の加振に使用すべき伝達関数行列G−(i+1)
を求める伝達関数行列修正装置、及び c(L+t)〜(A=1,2.・−・・・・・・・m)
を算出する逆伝達関数行列演算装置 から成る逆伝達関数行列修正手段、並びに(7)第2回
目以降の加振において前記逆伝達関数行列修正手段によ
り発生される修正された逆伝達開数行列を前記加振指令
値発生手段に供給する手段、 を具備することを特徴とする振動台の運転制御装置に係
るものである。
以下本発明を第5図に示す実施例について説明する。
なお嬉5図中(24)乃至(31)は前記従来の装置と
同一であり、逆伝達関数修正装置(5の及びスイッチ(
5工)が附加されたものである。 ′前記逆伝達関数修
正装置(50)は加振指令値の時経列データ xo(t□)、:X″c(t2)、・・・−・・、孔(
tりおよび加振結果の時経列データ x(?X) 、 x(t2) 、−・−・−、z(t、
)より逆伝達間iG−を修正する装置である。
同一であり、逆伝達関数修正装置(5の及びスイッチ(
5工)が附加されたものである。 ′前記逆伝達関数修
正装置(50)は加振指令値の時経列データ xo(t□)、:X″c(t2)、・・・−・・、孔(
tりおよび加振結果の時経列データ x(?X) 、 x(t2) 、−・−・−、z(t、
)より逆伝達間iG−を修正する装置である。
スイッチ(51)は、1回目の加振時のみC側となり、
試加振で得られたG が加振指令値発生器(26)に送
られ、2回目以後はスイッチ(51)がD側となり、逆
伝達関数修正装置(50)で得られたGが加振指令値発
生器(26)へ送られる。第6図は前記逆伝達関数修正
装置(50)の詳細を示すものである。
試加振で得られたG が加振指令値発生器(26)に送
られ、2回目以後はスイッチ(51)がD側となり、逆
伝達関数修正装置(50)で得られたGが加振指令値発
生器(26)へ送られる。第6図は前記逆伝達関数修正
装置(50)の詳細を示すものである。
1回の加振に用いた指令値の時経列データおよびその指
令値を入力したとき得られた実際の波形データを加振指
令値記憶回路(60)および加振波形記憶回路(62)
で記憶する。
令値を入力したとき得られた実際の波形データを加振指
令値記憶回路(60)および加振波形記憶回路(62)
で記憶する。
図中(61) 、 (63)はそれぞれフーリエ変換装
置、(64)は修正係数αおよび修正位相すを計算する
装置、(65)は伝達関数行列Oの修正装置、(66)
は逆行列演算装置である。
置、(64)は修正係数αおよび修正位相すを計算する
装置、(65)は伝達関数行列Oの修正装置、(66)
は逆行列演算装置である。
次に本発明の詳細な説明する。
(1)1回目の加振
目標波発生器(12)より目標波の時経列データ(xT
(t、) 、 xT(t2) 、−・−・x、Ct、)
) が加振指令値発生器(26)へ入力される。同時
にスイッチ(51)はC側に接しており、試加振で得ら
れたG か加振指令値発生器(26)へ入力される。同
発生器(26)ではxTをフーリエ変換して複素データ
ζT(ω、)、A−1゜・・・2mを発生し、次の演算
を行なうζC(ω、)−G(ωル)ζT(6JA)但し
、A−1,・−・、m さらにζ(ωA)を7−リエ逆変換し、加振指令値の時
経列データxCtJ)、・・・・・・、 x:c(tr
L)を発生し、制御系(1のへ入力される。加振結果の
波形データ″x (o、Ctl)、 、・・、 x、。
(t、) 、 xT(t2) 、−・−・x、Ct、)
) が加振指令値発生器(26)へ入力される。同時
にスイッチ(51)はC側に接しており、試加振で得ら
れたG か加振指令値発生器(26)へ入力される。同
発生器(26)ではxTをフーリエ変換して複素データ
ζT(ω、)、A−1゜・・・2mを発生し、次の演算
を行なうζC(ω、)−G(ωル)ζT(6JA)但し
、A−1,・−・、m さらにζ(ωA)を7−リエ逆変換し、加振指令値の時
経列データxCtJ)、・・・・・・、 x:c(tr
L)を発生し、制御系(1のへ入力される。加振結果の
波形データ″x (o、Ctl)、 、・・、 x、。
、(tりは加振波形記憶装置(28)で一旦記憶される
。比較器(29)では門。)のフーリエスペクトルζ(
0)と5のフーリエスペクトルとの比較が行なわれ、差
が許容℃きる場合、スイッチ(30)はB側に接し、加
振データ処理装置へデータが送られて、加振は終了する
。差が許容値を越える場合、門。)と孔とが逆伝達関数
修正装置(50)へ送られ、第6図の加振指令値記憶回
路(6のへI、加振波形記憶回路(62)へ門。)が記
憶される。
。比較器(29)では門。)のフーリエスペクトルζ(
0)と5のフーリエスペクトルとの比較が行なわれ、差
が許容℃きる場合、スイッチ(30)はB側に接し、加
振データ処理装置へデータが送られて、加振は終了する
。差が許容値を越える場合、門。)と孔とが逆伝達関数
修正装置(50)へ送られ、第6図の加振指令値記憶回
路(6のへI、加振波形記憶回路(62)へ門。)が記
憶される。
それぞれの時経列データに対して、フーリエ変換装置(
61)および(63)によりフーリエ変換すると複素数
データζ。(ωA)、A=1.・・・、m およびへ
、)(ω、4)。
61)および(63)によりフーリエ変換すると複素数
データζ。(ωA)、A=1.・・・、m およびへ
、)(ω、4)。
A−1,・・・、77Lが得られる。ζは次式で得られ
る。
る。
ζ(ω)=5工(t)e−”’ttt (
5)修正係数α、修正位相す計算装置(64)でばζ。
5)修正係数α、修正位相す計算装置(64)でばζ。
@4)。
へ、)(ωA)および伝達関数行列Gi(raa) (
但し、Lは加振の繰返し回数であり、最初の加振すなわ
ちる−00ときはG。(ωA)として試加振で得られた
aを用いる)を用いて、次式を解いて修正係数a(ωp
、および修正位相h(ωA)が計算される。
但し、Lは加振の繰返し回数であり、最初の加振すなわ
ちる−00ときはG。(ωA)として試加振で得られた
aを用いる)を用いて、次式を解いて修正係数a(ωp
、および修正位相h(ωA)が計算される。
ζ((n、)−α((d、)・呼() ・A(caa>
)・も(ω4)・ζ0(ω、) (43+但
し、A−1,・・・、m ζ@A)、GC(ωA)、は6次元複素ベクトル(成分
はx、y、Z、θ、φ、f)であり、も(ωA)は6×
6の複素行列であるから(6)式は6元の複素連立方程
式である。未知数は実数α(ωA)およびh(ωA)で
あるから、未知数よりも式の数が多いので良く知られた
最小二乗法を用いてα(ωA)、b(ω&)が、A−1
,・・・9mに対して求められる。
)・も(ω4)・ζ0(ω、) (43+但
し、A−1,・・・、m ζ@A)、GC(ωA)、は6次元複素ベクトル(成分
はx、y、Z、θ、φ、f)であり、も(ωA)は6×
6の複素行列であるから(6)式は6元の複素連立方程
式である。未知数は実数α(ωA)およびh(ωA)で
あるから、未知数よりも式の数が多いので良く知られた
最小二乗法を用いてα(ωA)、b(ω&)が、A−1
,・・・9mに対して求められる。
比較器(29)でζ(、)とζア との比較を行ない、
差が許容される程度になるまで繰返す。
差が許容される程度になるまで繰返す。
を回目の本加振で得られたG のピーク周波数付近の行
列を”1i)””y)とする。
列を”1i)””y)とする。
本加振では、システムの真の伝達関数(未知であるが)
を0とし、その方での行列をG(ωf)とする。
を0とし、その方での行列をG(ωf)とする。
すでに述べたようにG、、、 (Gy)とGC(ay)
とには次の関係がある。
とには次の関係がある。
G□ (、、l/)= a−g−v()A)G、7,
0竺f) (9)今、IC(t
)の指令値を与えて、:Xl″(ift)という波形が
有られたとすると、それぞれの波形のωf酸成分すなわ
ちζ。(J)および(ci)(”y)とt回目の加振時
のシステムの真の伝達関数のωf酸成分(17)との間
には次の関係が成立している。
0竺f) (9)今、IC(t
)の指令値を与えて、:Xl″(ift)という波形が
有られたとすると、それぞれの波形のωf酸成分すなわ
ちζ。(J)および(ci)(”y)とt回目の加振時
のシステムの真の伝達関数のωf酸成分(17)との間
には次の関係が成立している。
ζ(L)(”y) ”” G(ωf)・ζ(c=y)
(10)(9)式を00)式に代入すると次
式が得られるくことができる。
(10)(9)式を00)式に代入すると次
式が得られるくことができる。
(10式で求めたα、bを(9)式に代入することによ
る。真の逆伝達関数G(ωf)を推定できる。
る。真の逆伝達関数G(ωf)を推定できる。
したがって(7)式によるGの修正をすることによりピ
ーク周波数の変動によるG(ω)の変化があっても、真
の伝達関数に近い特性を繰返し毎に求めることができ、
従来の方法では希望の波形に収束しないようなシステム
に対しても、収束させることが可能となる。
ーク周波数の変動によるG(ω)の変化があっても、真
の伝達関数に近い特性を繰返し毎に求めることができ、
従来の方法では希望の波形に収束しないようなシステム
に対しても、収束させることが可能となる。
このように本発明によれば繰返し入力補償を行なうとき
、振動台の特性G を本加振時の結果からピーク周波数
の変化を考慮して繰返し修正し、1 G を求めるために特殊な加振を行なうことなく、本加
振時の結果を利用して求め、目的とする加振が確実に得
られるようにするものである。
、振動台の特性G を本加振時の結果からピーク周波数
の変化を考慮して繰返し修正し、1 G を求めるために特殊な加振を行なうことなく、本加
振時の結果を利用して求め、目的とする加振が確実に得
られるようにするものである。
ブ1お本発明の他の実施例として(6)式を次式に変更
する方法もある。
する方法もある。
ζ(ωJ)”””t(ω紗ζ。(ωa)
(121この場合、02)式は実数部に関する式が
6個、虚数部に関する式が6個、削12個あり、未知数
がα、に合計して12個であるので一意に解くことがで
きる。
(121この場合、02)式は実数部に関する式が
6個、虚数部に関する式が6個、削12個あり、未知数
がα、に合計して12個であるので一意に解くことがで
きる。
4121式で求めた行列Aを用いて、(7)式の代わり
に次式でGを修正する。
に次式でGを修正する。
’i+4 ((174) −A CT6 (ωa)
Q3)また(1力式で求めたα1〜a6.
およびb1〜b6を適当な平均化を行ないaおよびbを
もとめ、(7)式によりGを修正する方法も有効である
。
Q3)また(1力式で求めたα1〜a6.
およびb1〜b6を適当な平均化を行ないaおよびbを
もとめ、(7)式によりGを修正する方法も有効である
。
以上本発明を実施例について説明したが、本発明は勿論
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種種の設計の改変を施し
うるものである。
このような実施例にだけ局限されるものではなく、本発
明の精神を逸脱しない範囲内で種種の設計の改変を施し
うるものである。
第1図は従来の振動台の161]御装置の説明図、第2
図は振動台の斜面図、第6図は従来の振動台の制御部の
説明図、第4図は角周波数とゲイン、位相との関係を示
す図表、第5図は本発明に係る振動台の制御装置の一実
施例を示す説明図、第6図は逆伝達関数修正装置の詳細
を示す説明図である。 (2)・・・振動台、(9)・・・加振機、(10)・
・・振動台フィードバック制御システム、(12)・・
・目標波発生器、(24)・・・試加算で得られたG、
(26)・・・加振指令値発生器、(28)・・・加振
波形記憶装置、(29)・・・比較器、(31)・・・
加振データ処理装置、(50)・・・伝達逆関数修正装
置、(51)・・・スイッチ、(60)・・・加振指令
値記憶回路、(61)・・・フーリエ変換装置、(62
)・・・加振波形記憶回路、(63)・・・フーリエ変
換装置、(64)・・・修正係数a、修正位相す計算装
置、(65)・・・逆伝達関数行列修正装置、(66)
・・・逆行列演算装置。 復代理人 弁理士 岡 本 重 文 外2名 第5図 第6図 G’
図は振動台の斜面図、第6図は従来の振動台の制御部の
説明図、第4図は角周波数とゲイン、位相との関係を示
す図表、第5図は本発明に係る振動台の制御装置の一実
施例を示す説明図、第6図は逆伝達関数修正装置の詳細
を示す説明図である。 (2)・・・振動台、(9)・・・加振機、(10)・
・・振動台フィードバック制御システム、(12)・・
・目標波発生器、(24)・・・試加算で得られたG、
(26)・・・加振指令値発生器、(28)・・・加振
波形記憶装置、(29)・・・比較器、(31)・・・
加振データ処理装置、(50)・・・伝達逆関数修正装
置、(51)・・・スイッチ、(60)・・・加振指令
値記憶回路、(61)・・・フーリエ変換装置、(62
)・・・加振波形記憶回路、(63)・・・フーリエ変
換装置、(64)・・・修正係数a、修正位相す計算装
置、(65)・・・逆伝達関数行列修正装置、(66)
・・・逆行列演算装置。 復代理人 弁理士 岡 本 重 文 外2名 第5図 第6図 G’
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 入力振動信号−T−<t)(但し耳は例えば(”r’/
rzrφ、θ、ψ)などの各自由度成分を有する多次元
ペクトA/)と振動台の振動を検出して得られる出力振
動信号r(t)(但し工も同じく多次元ベクトル)との
差信号に演算を施して得られる駆動信号により加振機を
駆動して振動台を加振する型の振動台フィードバック制
御システムを利用して振動台に目標とする振動様式−c
r(t)(但しxTも同じく多次元ベクトル)の加振を
実現するため、入カニco(t)のツー リエスはクト
ルζC(ω)== fx、、 e−)”’dtから対応
する出カニ(t)のフーリエスはクトルζ(ω)−fX
e−ノ″Jtttをζ−G(なる関係で導く伝達関数行
列e(ω)の逆行列即ち逆伝達関数行列a−ω)を求め
、目標振動工、の7−リエスベクトルζT(ωトづrT
e””dtにこの逆伝達関数行列Oを掛けて加振指令信
号のフーリエスペクトルζc(ω)=GCT を導キ、
このフーリエスRクトルζ。(ω)に逆フーリエ変換を
施して加振指令信号IC(+りを導きこれを前記振動台
フィート9バツク制御システムに対する入力振動信号と
する振動台の運転制御装置であって、(1)振動台の運
動の自由度の数だけ1自由度ずつ試加振を行ってその入
出力関係から前記逆伝達関数行列0.−1の試加振暫定
値を求める手段、(2) 目標とする振動信号工T(
旬を発生する手段、(3)最初の加振においては目標振
動信号:ET(t)にフーリエ変換を施し前記暫定逆伝
達関数行列G−ω)を掛は更に逆フーリエ変換を施して
加振指令信号IC(t)を発生し、2回目以降の加振に
おいては前回の加振の出力振動信号XL(t)に7−リ
エ変換を施し後述の如くして修正された逆伝達関数行列
G−1(ω)を掛は更に逆フーリエ変換を施して加振指
令信号IC(t)を発生する手段、(4)各回の加振の
出力振動信号工、(t)を記憶する加振波形記憶手段、 (5)前記各回の加振の出力振動信号工、(t)のフー
リエスRクトルζ、(t)と目標振動:CT(t)の7
−リニスベクトルcT(t)とを比較し、その差が許容
値ε0以内の場合は前記加振波形記憶手段中に記憶され
ている前回の加振の出力振動信号I・(t)を加振デー
タ処理装置に送り、その差が許容値ε。 を起える場合は前記加振波形記憶手段中に記憶されてい
る前回の加振の出力振動信号′x(t)を番 前記加振指令信号発生手段及び後述の逆伝達関数行列修
正手段に送る比較手段、 (6)前記比較手段による比較の結果送られる前回の加
振の出力信号:c、(t)と前記加振指令信号発生手段
から送られる前回の加振の加振指令信号xc(t)と前
回(即ち第i回目)の加振に使用された伝達関数行列G
、(ω)とから次回(即ち第(i+1)回目)の加振に
使用されるべき修正された逆伝達関数行列G<i+1>
(o+)をC−<=□)ω);α(ω)・exrAノ
・b(ω))=G、(ω)の関係の修正パラメータα(
ωχb(ω)を解くことにより求める逆伝達関数行列修
正手段であって、 (イ)加振指令信号:cc(t)を時刻tの離散的な値
t、 、 t2.・・・・・・・・・trLに対する時
系列データxc(4)、 =c、(Q、・・・・・・・
・・x、(fρ として記憶する加振指令値記憶回路、 (ロ)加振出力信号X、(t)を時刻tの離散的な値t
□、t2.・・・・−・・・・−に対する時系列データ
=c7(tl)。 :Kt(t2)、・・・・・・・・・x=(Qとして記
憶する加振波形記憶回路、 (ハ)前記加振指令値記憶回路中の時系列データにフー
リエ変換を施して複素数データ系列ζC@□)、cc(
Ql、)、・・・・・・・・・、ccりを導くフーリエ
変換装置、 に)前記加振波形記憶回路中の時系列データにフーリエ
変換を施して複素数データ系列ζ、←1)、ζ、(GJ
2)、・・・・・・・−・、ζL弓ρを導くフーリエ変
換装置、 (ホ)前記2つのフーリエ変換装置から送られる複素数
データ及び前回使用した伝達関数行列も(ω)から ζt(aす1)=α(ωA)・gq()゛・h(ωA)
) ・G、((−14) ζ、(”/1)(A=1’、
2.・・・・・・・・・rn)という連立方程式を最/
JS二乗法を用いて各Aの値について2つずつの修正パ
ラメータa(ωA)及びh(ωA) (ル=1,2.・
・・・−・、77L)を求める計算装置、 (へ)前記計算装置により算出した伝達関数行列GLに
対する修正パラメータα(ωk)及びh(ωA)(A=
1.2.・・・・−・、m)を用いて”(j+、)(”
J= α@Ω−ga7x (j −h ((−1,)
) C,i (ω、)(A=1.2.・・・・・・・・
・71L)なる式により次回の加振に使用すべき伝達関
数行列’(i、+−t)を求める伝達関数行列修正装置
、及び、 (ト)前記伝達関数行列G<i+□)(鮨)の逆行列g
<i+、)(cqρ(4=1.2.・・・・・・rIL
)を算出する逆伝達関数行列修正手段 から成る逆伝達関数行列修正手段、並びに(力 第2回
目以降の加振において前記逆伝達関数行列修正手段によ
り発生される修正された逆伝達関数行列を前記加振指令
値発生手段に供給する手段、 を具備することを特徴とする振動台の運転制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58081791A JPS59208615A (ja) | 1983-05-12 | 1983-05-12 | 振動台の運転制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58081791A JPS59208615A (ja) | 1983-05-12 | 1983-05-12 | 振動台の運転制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59208615A true JPS59208615A (ja) | 1984-11-27 |
JPH0370806B2 JPH0370806B2 (ja) | 1991-11-11 |
Family
ID=13756308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58081791A Granted JPS59208615A (ja) | 1983-05-12 | 1983-05-12 | 振動台の運転制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59208615A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH033016U (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-14 | ||
WO2002082194A1 (fr) * | 2001-03-30 | 2002-10-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif de commande asservie |
-
1983
- 1983-05-12 JP JP58081791A patent/JPS59208615A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH033016U (ja) * | 1989-05-31 | 1991-01-14 | ||
WO2002082194A1 (fr) * | 2001-03-30 | 2002-10-17 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dispositif de commande asservie |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0370806B2 (ja) | 1991-11-11 |
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