JPH01227038A - 振動台の負荷変化補償方法，及び，同補償装置 - Google Patents
振動台の負荷変化補償方法，及び，同補償装置Info
- Publication number
- JPH01227038A JPH01227038A JP63052610A JP5261088A JPH01227038A JP H01227038 A JPH01227038 A JP H01227038A JP 63052610 A JP63052610 A JP 63052610A JP 5261088 A JP5261088 A JP 5261088A JP H01227038 A JPH01227038 A JP H01227038A
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- Japan
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- hydraulic cylinder
- vibration table
- compensation signal
- hydraulic
- servo valve
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電気油圧サーボ制御式の振動台において、搭
載物体の重量が変化しても自動的に補正して一定の振動
加速度を与え得るように改良した負荷変化の補償方法、
及び負荷変化の補償装置に関するものである。
載物体の重量が変化しても自動的に補正して一定の振動
加速度を与え得るように改良した負荷変化の補償方法、
及び負荷変化の補償装置に関するものである。
この種の振動台に関しては特公昭５３−４３０６１号公
報に記載の振動試験機が公知である。
報に記載の振動試験機が公知である。
第３図は上記公知例における電気油圧サーボ制御機構の
系統図である。
系統図である。
被検物を搭載される振動台１は、油圧シリンダ２によっ
て加振される。
て加振される。
上記油圧シリンダ２は、サーボ弁３を介して油圧源４に
接続されている。
接続されている。
一方、入力信号供給部１４は、変位に相当する電圧信号
Ｅ ｄ を速度に相当する電圧信号Ｅ Ｖ を及び、加
速度に相当する電圧信号Ｅａを出力している。
Ｅ ｄ を速度に相当する電圧信号Ｅ Ｖ を及び、加
速度に相当する電圧信号Ｅａを出力している。
前記振動台１の変位量は変位検出器１０によって、速度
は速度検出器１２によって、加速度は加速度検出器１３
によって、それぞれ検出され、増幅器１１を介してフィ
ードバックされる。
は速度検出器１２によって、加速度は加速度検出器１３
によって、それぞれ検出され、増幅器１１を介してフィ
ードバックされる。
上記フィードバック信号は、加算器８によって前記の電
圧信号Ｅｄｔ ””Ｖｗ Ｅａに加算され、サーボ増幅
器９を介して前述のサーボ弁３を制御する。
圧信号Ｅｄｔ ””Ｖｗ Ｅａに加算され、サーボ増幅
器９を介して前述のサーボ弁３を制御する。
第４図は上記公知例のブロック図であって、その記号の
意味は次の如くである。
意味は次の如くである。
Ａｐニジリンダ２のピストンの断面積 ｄｂ＝粘性抵
抗係数 ｋｇ ｓ ／ ａｍＣ：駆動系の則性を表
わす定数 ｃｄ／ｋｇＫ ＝サーボ増幅器９のゲイン
ｍ Ａ ／ ＶＫａ：加速度のフィードバックゲ
インＶ Ｓ ’ ／ ａｎＫｖ：速度のフィードバック
ゲイン Ｖ ｓ ／ ｃｍＫｙ：変位のフィードバック
ゲイン Ｖ ／ ａａＫｉ：サーボ弁３の流量利得
ａｌ？／ Ｓ ｍ ＡＫｐ：サーボ弁３の内部もれによ
る出力流量の減少率 ｃｉ ／ ｓ ｋｇ ｍ ：振動台１可動部の質量 ｋｇｓ２／ｃｍＲａ
：加速度の入力ゲイン（無次元） Ｒｖ：速度の入力ゲイン １ ／ ｓＲｙ：変位の入
力ゲイン １／ｓ２ 前記第２図に示したブロック図において、とする。ここ
において Ｅ＝Ｃ＝Ａ、Ｆ＝Ｄ＝Ｂ・・・・・・（３）と選べば、
前記の（１）式は となる。
抗係数 ｋｇ ｓ ／ ａｍＣ：駆動系の則性を表
わす定数 ｃｄ／ｋｇＫ ＝サーボ増幅器９のゲイン
ｍ Ａ ／ ＶＫａ：加速度のフィードバックゲ
インＶ Ｓ ’ ／ ａｎＫｖ：速度のフィードバック
ゲイン Ｖ ｓ ／ ｃｍＫｙ：変位のフィードバック
ゲイン Ｖ ／ ａａＫｉ：サーボ弁３の流量利得
ａｌ？／ Ｓ ｍ ＡＫｐ：サーボ弁３の内部もれによ
る出力流量の減少率 ｃｉ ／ ｓ ｋｇ ｍ ：振動台１可動部の質量 ｋｇｓ２／ｃｍＲａ
：加速度の入力ゲイン（無次元） Ｒｖ：速度の入力ゲイン １ ／ ｓＲｙ：変位の入
力ゲイン １／ｓ２ 前記第２図に示したブロック図において、とする。ここ
において Ｅ＝Ｃ＝Ａ、Ｆ＝Ｄ＝Ｂ・・・・・・（３）と選べば、
前記の（１）式は となる。
即ち、各入力Ｒａ、 Ｒｖ、 Ｒｙ、及び各フィードバ
ックＫａ、Ｋｖ、Ｋｙを（３）式の条件で設定すればサ
ーボ制御系は１次系に近似され、特性の改善が図られる
。
ックＫａ、Ｋｖ、Ｋｙを（３）式の条件で設定すればサ
ーボ制御系は１次系に近似され、特性の改善が図られる
。
前記従来技術において（第３図参照）、いま仮りに、サ
ーボ弁３の内部もれが無く、かつ、油圧シリンダ２と振
動台１とを結ぶ伝動系が完全剛体であるとするならば、
該振動台１に搭載される被検物の重量変化によって振動
加速度は影響を受ない筈である。
ーボ弁３の内部もれが無く、かつ、油圧シリンダ２と振
動台１とを結ぶ伝動系が完全剛体であるとするならば、
該振動台１に搭載される被検物の重量変化によって振動
加速度は影響を受ない筈である。
しかし乍ら、実際問題としては、搭載重量が増加した場
合に同一加速度を与える為には油圧を高くしなければな
らず、これに伴ってサーボ弁内リークが増加（実効出力
が減少）する。また、伝動部材の弾性変形量も増加する
ので、前述の公知技術においては、搭載重量（負荷）の
変化に伴って振動加速度も変化する。
合に同一加速度を与える為には油圧を高くしなければな
らず、これに伴ってサーボ弁内リークが増加（実効出力
が減少）する。また、伝動部材の弾性変形量も増加する
ので、前述の公知技術においては、搭載重量（負荷）の
変化に伴って振動加速度も変化する。
これを数式に基づいて述べると次の如くである。
前記Ａ、Ｂの価が、（２）式に示したように可動部質量
ｍ（負荷ｍ）によって変化するため、このｍが変化した
ときは、その都度Ｋｖ、 Ｋａ、 Ｒｖ、 Ｒａを再調
整しないと一定の振動加速度が得られない。
ｍ（負荷ｍ）によって変化するため、このｍが変化した
ときは、その都度Ｋｖ、 Ｋａ、 Ｒｖ、 Ｒａを再調
整しないと一定の振動加速度が得られない。
例えば地震シュミレーション用振動台のような振動台の
可動部固定質量が大半を占め負荷ｍの変化の少ないシス
テムにおいては、従来技術は充分に有効である。しかし
、車両振動台等の被加振体により負荷ｍが大幅に変化す
る場合、その都度（３）式の条件となるよう再調整しな
ければならない。
可動部固定質量が大半を占め負荷ｍの変化の少ないシス
テムにおいては、従来技術は充分に有効である。しかし
、車両振動台等の被加振体により負荷ｍが大幅に変化す
る場合、その都度（３）式の条件となるよう再調整しな
ければならない。
実用上の問題からいえば、その都度の調整は非常に煩雑
で振動台システムとしての操作性を著しく阻害するとい
う問題があった。
で振動台システムとしての操作性を著しく阻害するとい
う問題があった。
本発明の目的は上記に鑑み振動台の搭載物重量が変化し
ても、一定の振動加速度が得られるよう自動的に補償す
る方法、及び補償装置を提供することを目的とする。
ても、一定の振動加速度が得られるよう自動的に補償す
る方法、及び補償装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために創作した本発明に係る補償
手段について、第４図（公知例）を参照して説明する。
手段について、第４図（公知例）を参照して説明する。
入力電圧Ｅ（Ｓ）＋作動力Ｆ（Ｓ）＋出力速度Ｖ （Ｓ
）の関係を求めると、 上記の（５）式から出力速度ｖ（Ｓ）を求めると、とな
る。
）の関係を求めると、 上記の（５）式から出力速度ｖ（Ｓ）を求めると、とな
る。
この（６）式から明らかなように、振動台の最終的な制
御目標である出力速度Ｖ （Ｓ）は、入力電圧Ｅ （Ｓ
）と作動力Ｆ （Ｓ）との両者に依存する。
御目標である出力速度Ｖ （Ｓ）は、入力電圧Ｅ （Ｓ
）と作動力Ｆ （Ｓ）との両者に依存する。
即ち、作動力Ｆ （Ｓ）に変化があれば出力速度Ｖ （
Ｓ）に変化を生じる６作動力Ｆ （Ｓ）の変動は負荷変
動によって生じ、両者は同一であるから、負荷の変化に
よって制御目的とする出力速度ｖ（ｓ）が変動すること
を意味する。よって負荷変化の影響を無くするには、（
６）式において作動力Ｆ （Ｓ）の項を打ち消すような
補償信号Ｇ （Ｓ）を加えればよい。
Ｓ）に変化を生じる６作動力Ｆ （Ｓ）の変動は負荷変
動によって生じ、両者は同一であるから、負荷の変化に
よって制御目的とする出力速度ｖ（ｓ）が変動すること
を意味する。よって負荷変化の影響を無くするには、（
６）式において作動力Ｆ （Ｓ）の項を打ち消すような
補償信号Ｇ （Ｓ）を加えればよい。
補償信号ａ ＜Ｓ）は（５）式において（６）式のＦ
（Ｓ）の項を打ち消す値として求めることが出来、次の
ようになる。
（Ｓ）の項を打ち消す値として求めることが出来、次の
ようになる。
この（７）式に示したような補償信号Ｇ （Ｓ）が得ら
れたならば、これを（６）式に加えるととなり、出力速
度Ｖ（Ｓ）はサーボ増幅器の入力電圧Ｅ Ｃ５）に比例
（注・ＡＰ＋ Ｋ ｔ ｋ ｉは常数である）する。
れたならば、これを（６）式に加えるととなり、出力速
度Ｖ（Ｓ）はサーボ増幅器の入力電圧Ｅ Ｃ５）に比例
（注・ＡＰ＋ Ｋ ｔ ｋ ｉは常数である）する。
上記の補償信号Ｇ （Ｓ）を与えて、Ｖ（Ｓ）が作動力
Ｆ （Ｓ）の影響を受ないようにすると、振動台の搭載
質量が変化してもＶ （Ｓ）が一定となる。従って一定
の振動加速度が得られる。
Ｆ （Ｓ）の影響を受ないようにすると、振動台の搭載
質量が変化してもＶ （Ｓ）が一定となる。従って一定
の振動加速度が得られる。
第１図及び第２図は本発明の１実施例を示す。
この実施例は前記の公知技術に本発明を適用して改良し
たものである。
たものである。
第１図は前記公知例における第３図に対応する制御系統
図である。
図である。
本第１図に示した補償ループＣｒは、第２図について後
述する圧力検出器２１．２２によって検出した油圧シリ
ンダの油圧ｐ ＜ｓ）をフィードバックとしてサーボ増
幅器の入力電圧Ｅ ＜ｓ＞に戻すループを構成するもの
である。この補償ループＣｒの伝達関数は、以下に説明
するところによって、となる。
述する圧力検出器２１．２２によって検出した油圧シリ
ンダの油圧ｐ ＜ｓ）をフィードバックとしてサーボ増
幅器の入力電圧Ｅ ＜ｓ＞に戻すループを構成するもの
である。この補償ループＣｒの伝達関数は、以下に説明
するところによって、となる。
上記（９）式の伝達関数は、作動力Ｆ （Ｓ）を油圧Ｐ
（ｓ）を介して検出し、サーボ増幅器のゲインＫ。
（ｓ）を介して検出し、サーボ増幅器のゲインＫ。
サーボ弁の流量ゲインｋＰを勘定に入れたループで、（
７）式の信号と等価になるようにして求め得る。
７）式の信号と等価になるようにして求め得る。
この（９）式の伝達関数Ｇ （Ｓ）を用いて、前記のＰ
（Ｓ）をサーボ増幅器の入力に加えれば、出力速度Ｖ
Ｃ５）は前掲の（８）式の値となり、負荷重量（質量ｍ
）の影響を受けなくなる。
（Ｓ）をサーボ増幅器の入力に加えれば、出力速度Ｖ
Ｃ５）は前掲の（８）式の値となり、負荷重量（質量ｍ
）の影響を受けなくなる。
第２図は、上記の本発明方法を実施するために構成した
本発明装置のブロック図である。
本発明装置のブロック図である。
油圧シリンダ２の、１対の圧力室の油圧Ｐ１゜Ｒ２を検
出する圧力検出器２１．２２を設ける。
出する圧力検出器２１．２２を設ける。
上記圧力検出器２１ 、２２それぞれの検出信号を、増
幅器２３で増幅し、加算器２４によって差圧を算出する
。ここで、油圧シリンダ２の差圧が該油圧シリンダ２の
作動力を生じる油圧Ｐ （Ｓ）となる。
幅器２３で増幅し、加算器２４によって差圧を算出する
。ここで、油圧シリンダ２の差圧が該油圧シリンダ２の
作動力を生じる油圧Ｐ （Ｓ）となる。
また、補償信号回路２５は、上記の差圧Ｐ （Ｓ）を受
けて、次の如くに作用する。
けて、次の如くに作用する。
即ち、補償信号回路２５の伝達関数は次掲の（１０）式
の如くである。
の如くである。
但しα１ ・・・・・・Ｒ４の分圧比（０〜１）α２・
・・・・・Ｒ５の分圧比（０〜１）（１０）式の伝達関
数で（９）式の伝達関数を実現させるため以下の通り設
定を行う。
・・・・・Ｒ５の分圧比（０〜１）（１０）式の伝達関
数で（９）式の伝達関数を実現させるため以下の通り設
定を行う。
又、５ＣＲ２は対ノイズ上問題とならない範囲で最少に
設定し、５ＣＲ（αｌＲ１＋Ｒ２）＞５ＣＲ２として無
視できる値とする０以上の如く設定された補償信号回路
２５により、前記検出のＰ（Ｓ）を加算器２６でサーボ
増幅器９の入力電圧に加えれば（７）式の補償信号と等
価になる。本実施例の装置によれば、以上のようにして
負荷変動を補償することが出来る。
設定し、５ＣＲ（αｌＲ１＋Ｒ２）＞５ＣＲ２として無
視できる値とする０以上の如く設定された補償信号回路
２５により、前記検出のＰ（Ｓ）を加算器２６でサーボ
増幅器９の入力電圧に加えれば（７）式の補償信号と等
価になる。本実施例の装置によれば、以上のようにして
負荷変動を補償することが出来る。
本発明にの補償方法によれば、車両振動台等の被加振体
により大幅に負荷の変化するシステムにおいても、制御
特性が負荷変化による影響を受けないようにすることが
できる。
により大幅に負荷の変化するシステムにおいても、制御
特性が負荷変化による影響を受けないようにすることが
できる。
本発明回路を公知の振動試験機（特公昭５３−４３０６
１）のマイナー補償として付設すれば、負荷変化により
（３）式条件を満たすようにその都度の調整を無くする
ことができる。前記公知例の振動試験機に対してのみな
らず、電気油圧サーボ機構より成る振動台の制御一般に
おいて本発明回路を用いることにより、負荷変化の影響
を無くすることができるので制御特性の改善の効果があ
る。
１）のマイナー補償として付設すれば、負荷変化により
（３）式条件を満たすようにその都度の調整を無くする
ことができる。前記公知例の振動試験機に対してのみな
らず、電気油圧サーボ機構より成る振動台の制御一般に
おいて本発明回路を用いることにより、負荷変化の影響
を無くすることができるので制御特性の改善の効果があ
る。
第１図は本発明に係る補償方法を示すブロック図、第２
図は本発明に係る補償装置を示す制御系統図である。 第３図及び第４図は公知技術の説明図である。 １・・・振動台、２・・・油圧シリンダ、３・・・サー
ボ弁、４・・・油圧源、８・・・加算器、９・・・サー
ボ増幅器、１０・・・変位検出器、１１・・増幅器、１
２・・・速度検出器、１３・・・加速度検出器、１４・
・・入力信号供給部、２１ 、２２・・・圧力検出器、
２３・・・増幅器、２４・・・加算器、２５・・・補償
信号回路、２６・・・加算器。 代理人弁理士 秋 本 正 実 祐 ！ ＠
図は本発明に係る補償装置を示す制御系統図である。 第３図及び第４図は公知技術の説明図である。 １・・・振動台、２・・・油圧シリンダ、３・・・サー
ボ弁、４・・・油圧源、８・・・加算器、９・・・サー
ボ増幅器、１０・・・変位検出器、１１・・増幅器、１
２・・・速度検出器、１３・・・加速度検出器、１４・
・・入力信号供給部、２１ 、２２・・・圧力検出器、
２３・・・増幅器、２４・・・加算器、２５・・・補償
信号回路、２６・・・加算器。 代理人弁理士 秋 本 正 実 祐 ！ ＠
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被検物を搭載する振動台と、上記の振動台に振動を
与える油圧シリンダと、上記の油圧シリンダに与えられ
る圧力油を制御するサーボ弁と、上記のサーボ弁に制御
信号を与える自動演算回路とを備えた振動台設備を使用
する際、前記の被検物の重量変化を補償して一定の振動
加速度を与える方法において、 （ａ）前記油圧シリンダの油圧室内の油圧を検出し、 （ｂ）上記の検出値に基づいて、補償信号を算出し、 （ｃ）上記の補償信号を、前記自動演算回路の出力信号
に加算することを特徴とする、振動台の負荷変化補償方
法。 ２、油圧シリンダと振動台とを結ぶ駆動系の剛性を表わ
す定数をｃ（ｃｍ＾３／ｋｇ）とし、サーボ弁の内部リ
ークによる出力流量の減少率をｋ＿Ｐ（ｃｍ＾３／ｓｋ
ｇ）として、 前記の補償信号はｃ及びｋ＿Ｐに比例するものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載した振動台
の負荷変化補償方法。 ３、被検物を搭載する振動台と、上記の振動台に振動を
与える油圧シリンダと、上記の油圧シリンダに与えられ
る圧力油を制御するサーボ弁と、上記のサーボ弁に制御
信号を与える自動演算回路とを備えた振動台設備を使用
する際、前記の被検物の重量変化を補償して一定の振動
加速度を与える装置において、 （ａ）前記油圧シリンダの油圧室内の油圧を検出して電
気信号を発する圧力検出器と、 （ｂ）上記圧力検出器の出力信号を入力されて、補償信
号を算出する補償信号回路と、 （ｃ）上記の補償信号を、前記サーボ弁制御信号に加算
する加算器と、を備えたことを特徴とする振動台の負荷
変化補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052610A JPH01227038A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 振動台の負荷変化補償方法，及び，同補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63052610A JPH01227038A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 振動台の負荷変化補償方法，及び，同補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227038A true JPH01227038A (ja) | 1989-09-11 |
Family
ID=12919567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63052610A Pending JPH01227038A (ja) | 1988-03-08 | 1988-03-08 | 振動台の負荷変化補償方法，及び，同補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01227038A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0605021A3 (en) * | 1992-10-30 | 1996-04-10 | Fokker Aircraft | Movement simulator. |
| CN114382750A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 大连海事大学 | 一种电液加速度伺服系统的干扰力补偿方法 |
-
1988
- 1988-03-08 JP JP63052610A patent/JPH01227038A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0605021A3 (en) * | 1992-10-30 | 1996-04-10 | Fokker Aircraft | Movement simulator. |
| CN114382750A (zh) * | 2021-12-30 | 2022-04-22 | 大连海事大学 | 一种电液加速度伺服系统的干扰力补偿方法 |
| CN114382750B (zh) * | 2021-12-30 | 2024-03-22 | 大连海事大学 | 一种电液加速度伺服系统的干扰力补偿方法 |
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