JPH07128207A - Material testing machine - Google Patents
Material testing machineInfo
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- JPH07128207A JPH07128207A JP27263893A JP27263893A JPH07128207A JP H07128207 A JPH07128207 A JP H07128207A JP 27263893 A JP27263893 A JP 27263893A JP 27263893 A JP27263893 A JP 27263893A JP H07128207 A JPH07128207 A JP H07128207A
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- physical quantity
- command value
- waveform
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単で且つ安価な方法で材料試験機の周波数
応答特性を改善する。
【構成】 通常は、供試体に負荷する物理量の指令値の
波形に沿って時々刻々の指令値を設定し、設定された物
理量の指令値(指令信号)と負荷された供試体から検出
された物理量の検出値(制御量)とに基づいて常に検出
値が指令値に一致するようにフィードバック制御を行な
う。そして、物理量の指令値の波形が極大部となる時刻
t2になると物理量の指令値を増加させ、極小部となる
時刻t3になると物理量の指令値を減少させ、増加また
は減少させた指令値と負荷された供試体から検出された
物理量の検出値とに基づいてフィードバック制御を行な
う。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the frequency response characteristics of a material testing machine by a simple and inexpensive method. [Structure] Normally, the command value is set momentarily along the waveform of the command value of the physical quantity to be loaded on the test piece, and the set command value (command signal) of the set physical quantity and the detected value are detected from the loaded test piece. Feedback control is performed so that the detected value always matches the command value based on the detected value (control amount) of the physical quantity. The command value of the physical quantity is increased at time t2 when the waveform of the command value of the physical quantity reaches the maximum portion, and the command value of the physical quantity is decreased at time t3 when the waveform becomes the minimum portion, and the increased or decreased command value and the load. Feedback control is performed on the basis of the detected value of the physical quantity detected from the tested sample.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は材料試験機に関し、特に
デジタルフィードバック制御を採用する試験機の周波数
応答特性を改善したものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a material testing machine, and more particularly to a material testing machine which improves frequency response characteristics of the testing machine employing digital feedback control.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来から、図4に示すようなフィードバ
ック制御系を応用した電気油圧サーボ式材料試験機が知
られている。図4に示すフィードバック制御系は、供試
体に負荷される物理量の時間的に変化する指令値に制御
量を追従させるサーボ系であり、且つマイクロコンピュ
ーター(以下、CPUと呼ぶ)により演算増幅処理を行
うデジタル制御系である。ここで、供試体に負荷される
物理量には荷重や変位などがある。荷重や変位などの指
令値の波形(以下、試験波形と呼ぶ)のデジタル指令信
号はD/A変換器3によりアナログ指令信号に変換さ
れ、アクチュエータ4のサーボバルブ4aへ出力され
る。サーボバルブ4aはこのアナログ指令信号に従って
バルブの開閉を行い、アクチュエータ4への圧油の流量
を制御して供試体5を負荷する。2. Description of the Related Art Conventionally, an electrohydraulic servo type material testing machine to which a feedback control system as shown in FIG. 4 is applied is known. The feedback control system shown in FIG. 4 is a servo system that causes the control amount to follow a command value that changes with time of the physical amount that is loaded on the sample, and also performs operational amplification processing by a microcomputer (hereinafter referred to as CPU). This is a digital control system. Here, the physical quantity applied to the specimen includes load and displacement. A digital command signal of a command value waveform (hereinafter referred to as a test waveform) such as load or displacement is converted into an analog command signal by the D / A converter 3 and output to the servo valve 4a of the actuator 4. The servo valve 4a opens and closes the valve in accordance with the analog command signal, controls the flow rate of the pressure oil to the actuator 4, and loads the test piece 5.
【0003】一方、供試体5に負荷された荷重や変位は
ロードセルや変位計などの検出器6により検出され、増
幅器7で増幅された後、A/D変換器8によりデジタル
信号に変換される。このディジタル信号はディジタルフ
ィードバック信号として加算器1でディジタル指令信号
と比較され、制御偏差が求められる。演算増幅器2はこ
の制御偏差に演算増幅処理を行い、制御対象の供試体5
を負荷するアクチュエータ4の操作量を算出する。ここ
で、演算増幅処理とはフィードバック制御系の応答性や
制御精度などを調節するための周知のPID制御などの
処理をいう。算出された操作量は、D/A変換器3によ
りアナログ信号に変換されてサーボバルブ4aへ出力さ
れ、サーボバルブ4aはこの操作量に従ってバルブの開
閉を行い、アクチュエータ4への圧油の流量を制御して
供試体5を負荷する。すなわち、フィードバック制御に
より供試体5に負荷される荷重や変位などの制御量をそ
れらの目標値に追従させている。On the other hand, the load and displacement applied to the specimen 5 are detected by a detector 6 such as a load cell or a displacement gauge, amplified by an amplifier 7, and then converted into a digital signal by an A / D converter 8. . This digital signal is compared with the digital command signal in the adder 1 as a digital feedback signal to obtain the control deviation. The operational amplifier 2 performs operational amplification processing on this control deviation, and the test object 5 to be controlled
The operation amount of the actuator 4 that loads is calculated. Here, the operational amplification processing means processing such as well-known PID control for adjusting the response and control accuracy of the feedback control system. The calculated operation amount is converted into an analog signal by the D / A converter 3 and output to the servo valve 4a. The servo valve 4a opens and closes the valve in accordance with the operation amount, and changes the flow rate of the pressure oil to the actuator 4. The specimen 5 is controlled and loaded. That is, the control amounts such as the load and the displacement applied to the sample 5 by the feedback control are made to follow those target values.
【0004】ここで、CPUは所定の時間間隔で図5に
示す制御プログラムを実行し、D/A変換器3、A/D
変換器8および加算器1を制御して演算増幅処理を行
う。まずステップS1において、検出器6により検出さ
れ増幅器7により増幅された荷重や変位などの制御量
を、A/D変換器8によりA/D変換し、続くステップ
S2で、メモリから試験波形の指令信号を読み込む。ス
テップS3では加算器1により指令信号と制御量の検出
信号との制御偏差を算出し、さらにこの制御偏差に演算
増幅処理を行って操作量を算出する。ステップS4でD
/A変換器3により操作量をアナログ信号に変換し、ア
クチュエータ4のサーボバルブ4aへ出力する。Here, the CPU executes the control program shown in FIG. 5 at predetermined time intervals, and the D / A converter 3 and A / D
The converter 8 and the adder 1 are controlled to perform the operational amplification process. First, in step S1, the control amounts such as load and displacement detected by the detector 6 and amplified by the amplifier 7 are A / D converted by the A / D converter 8, and in the subsequent step S2, a test waveform command is issued from the memory. Read the signal. In step S3, the adder 1 calculates the control deviation between the command signal and the detection signal of the control amount, and further performs the operation amplification process on this control deviation to calculate the operation amount. D in step S4
The / A converter 3 converts the manipulated variable into an analog signal and outputs it to the servo valve 4a of the actuator 4.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
材料試験機では、試験波形の周波数が高くなると制御量
が試験波形に追従できなくなり、例えば試験波形が図6
(a)に示すような三角波の場合には、波形の極大部お
よび極小部(ここでは三角波の頂点部)に対応する制御
量が図6(b)に示すように鈍ってしまい、サイン波形
のようになるという問題がある。However, in the conventional material testing machine, when the frequency of the test waveform becomes high, the controlled variable cannot follow the test waveform.
In the case of the triangular wave as shown in (a), the control amount corresponding to the maximum and minimum parts of the waveform (here, the apex of the triangular wave) becomes dull as shown in FIG. The problem is that
【0006】このような問題を解決するために、例えば
周波数応答性能の高いアクチュエータを用いて制御系の
周波数応答特性を改善することが考えられるが、そのよ
うなアクチュエータは高価であり、材料試験機のコスト
が増加して好ましくない。In order to solve such a problem, it is considered to improve the frequency response characteristic of the control system by using an actuator having a high frequency response performance, but such an actuator is expensive and a material testing machine is used. This is not preferable because it increases the cost.
【0007】本発明の目的は、簡単で且つ安価な方法で
周波数応答特性を改善した材料試験機を提供することに
ある。An object of the present invention is to provide a material testing machine having improved frequency response characteristics by a simple and inexpensive method.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1に対
応づけて本発明を説明すると、本発明は、供試体21に
物理量を負荷する負荷手段20eと、この負荷手段20
eにより負荷された供試体21の物理量を検出する物理
量検出手段22,23と、供試体21に負荷する物理量
の指令値の波形を記憶する記憶手段30mと、この記憶
手段30mに記憶されている物理量の指令値の波形の極
大部および極小部を算出する極大極小算出手段30と、
記憶手段30mから物理量の指令値の波形を読み出して
その指令値の波形に沿って時々刻々の物理量の指令値を
設定するとともに、物理量の指令値の波形が極大極小算
出手段30により算出された極大部になると設定した物
理量の指令値を増加させ、極小部になると設定した物理
量の指令値を減少させる指令値設定手段30と、この指
令値設定手段30により設定された物理量の指令値と物
理量検出手段22,23により検出された物理量の検出
値とに基づいてフィードバック制御を行なう制御手段3
0とを備え、これにより、上記目的を達成する。The present invention will be described with reference to FIG. 1 showing an embodiment. In the present invention, a load means 20e for loading a physical quantity on a specimen 21 and a load means 20e.
The physical quantity detection means 22 and 23 for detecting the physical quantity of the test piece 21 loaded by e, the storage means 30m for storing the waveform of the command value of the physical quantity loaded on the test piece 21, and the storage means 30m. A maximum / minimum calculating means 30 for calculating the maximum and minimum parts of the waveform of the command value of the physical quantity;
The waveform of the command value of the physical quantity is read from the storage means 30m, and the command value of the physical quantity is set every moment along the waveform of the command value, and the waveform of the command value of the physical quantity is the maximum calculated by the maximum / minimum calculating means 30. Command value setting means 30 that increases the command value of the set physical quantity when it becomes a part and decreases the command value of the set physical quantity when it becomes a minimum part, and the command value of the physical quantity set by this command value setting means 30 and the detection of the physical quantity. Control means 3 for performing feedback control based on the detected value of the physical quantity detected by the means 22 and 23.
And 0, thereby achieving the above object.
【0009】[0009]
【作用】通常、供試体21に負荷する物理量の指令値の
波形に沿って時々刻々の指令値を設定し、設定された物
理量の指令値と負荷された供試体21から検出された物
理量の検出値とに基づいて常に検出値が指令値に一致す
るようにフィードバック制御を行なう。そして、物理量
の指令値の波形が極大部になると物理量の指令値を増加
させ、極小部になると物理量の指令値を減少させ、増加
または減少させた指令値と負荷された供試体21から検
出された物理量の検出値とに基づいてフィードバック制
御を行なう。これにより、指令値の波形の周波数が高く
なっても、波形の極大部および極小部で負荷された供試
体の物理量が鈍るようなことがなく、簡単で且つ安価な
方法で材料試験機の周波数応答特性を改善できる。In general, the command value is set every moment along the waveform of the command value of the physical quantity to be loaded on the test piece 21, and the command value of the set physical quantity and the physical quantity detected from the loaded test piece 21 are detected. Feedback control is performed so that the detected value always matches the command value based on the value and. Then, when the waveform of the command value of the physical quantity reaches the maximum portion, the command value of the physical quantity is increased, and when it becomes the minimum portion, the command value of the physical quantity is decreased, and the increased or decreased command value and the detected specimen 21 are detected. Feedback control is performed based on the detected value of the physical quantity. As a result, even if the frequency of the waveform of the command value becomes high, the physical quantity of the specimen loaded at the maximum and minimum portions of the waveform does not become blunt, and the frequency of the material testing machine is simple and inexpensive. The response characteristics can be improved.
【0010】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段および作用の項では、本発明を分り
やすくするために実施例の図を用いたが、これにより本
発明が実施例に限定されるものではない。Incidentally, in the section of means and action for solving the above problems for explaining the constitution of the present invention, the drawings of the embodiments are used for the purpose of making the present invention easy to understand. It is not limited to.
【0011】[0011]
【実施例】図1は一実施例の構成を示す機能ブロック図
である。図において、20は試験機本体で、支柱20g
に上下移動可能に取り付けたクロスヘッド20bと、こ
のクロスヘッド20bにロードセル22を介して取り付
けた上部治具20cと、基台20d内に設置した荷重負
荷用のアクチュエータ20eと、このアクチュエータ2
0eの可動部に取り付けた下部治具20fとを備え、下
部治具20fと上部治具20cとの間には供試体21が
介在されている。23はアクチュエータ20eのストロ
ーク、すなわち荷重時の変位を検出する作動トランスで
ある。FIG. 1 is a functional block diagram showing the structure of an embodiment. In the figure, 20 is a main body of the tester, and a column 20g
A crosshead 20b attached to the crosshead 20b so as to be vertically movable, an upper jig 20c attached to the crosshead 20b via a load cell 22, an actuator 20e for load loading installed in a base 20d, and the actuator 2
The lower jig 20f attached to the movable part of 0e is provided, and the test piece 21 is interposed between the lower jig 20f and the upper jig 20c. Reference numeral 23 is an operation transformer for detecting the stroke of the actuator 20e, that is, the displacement under load.
【0012】30はメモリ30mなどの周辺部品を有す
るCPUであり、後述する制御プログラムを実行してフ
ィードバック制御を行う。このCPU30には、増幅器
31およびA/D変換器32を介してロードセル22が
接続され、増幅器33およびA/D変換器34を介して
作動トランス23が接続される。CPU30にはまた、
D/A変換器35および増幅器36を介してアクチュエ
ータ20eのサーボバルブ20e1が接続される。な
お、CPU30のメモリ30mには正弦波、三角波、矩
形波、ランプ波などの試験波形が単位時間ごとのディジ
タル値で記憶されており、供試体21の試験条件に応じ
て単位時間ごとに読み出され、指令信号として出力され
る。Reference numeral 30 denotes a CPU having peripheral components such as a memory 30m, which executes a control program described later to perform feedback control. The load cell 22 is connected to the CPU 30 via an amplifier 31 and an A / D converter 32, and the operating transformer 23 is connected to the CPU 30 via an amplifier 33 and an A / D converter 34. The CPU 30 also
The servo valve 20e1 of the actuator 20e is connected via the D / A converter 35 and the amplifier 36. The memory 30m of the CPU 30 stores test waveforms such as a sine wave, a triangular wave, a rectangular wave, and a ramp wave as digital values for each unit time, and reads them for each unit time according to the test conditions of the test piece 21. And output as a command signal.
【0013】次に、この実施例の材料試験機の全体の動
作を説明する。試験に先立って、供試体21の試験条件
に応じて供試体21に負荷する物理量と、正弦波、三角
波、矩形波、ランプ波などの物理量の指令値の波形(以
下、試験波形と呼ぶ)の種類、振幅、周波数などを不図
示の入力装置により設定する。なお、この実施例では供
試体21に負荷する物理量として荷重および変位を例に
上げて説明する。試験が開始されると、CPU30は、
設定された試験波形の荷重または変位のディジタル指令
信号をD/A変換器35へ出力する。このディジタル指
令信号はD/A変換器35によりアナログ信号に変換さ
れ、増幅器36で増幅されてアクチュエータ20eのサ
ーボバルブ20elへ供給される。サーボバルブ20e
1はこのアナログ指令信号に従って不図示の油圧源から
アクチュエータ20eに圧送される油量を制御し、これ
によりアクチュエータ20eは下部治具20fを介して
供試体21を負荷する。Next, the overall operation of the material testing machine of this embodiment will be described. Prior to the test, the physical quantity to be loaded on the test piece 21 according to the test condition of the test piece 21 and the waveform of the command value of the physical quantity such as a sine wave, a triangular wave, a rectangular wave, a ramp wave (hereinafter referred to as a test waveform) The type, amplitude, frequency, etc. are set by an input device (not shown). In this embodiment, load and displacement will be described as an example of physical quantities to be loaded on the test piece 21. When the test starts, the CPU 30
The load / displacement digital command signal of the set test waveform is output to the D / A converter 35. This digital command signal is converted into an analog signal by the D / A converter 35, amplified by the amplifier 36, and supplied to the servo valve 20el of the actuator 20e. Servo valve 20e
1 controls the amount of oil pressure-fed to the actuator 20e from a hydraulic power source (not shown) according to this analog command signal, whereby the actuator 20e loads the sample 21 via the lower jig 20f.
【0014】CPU30は、供試体21に負荷される荷
重および変位をロードセル22および作動トランス23
によりそれぞれ検出し、A/D変換器32,34により
A/D変換して荷重および変位のデジタルフィードバッ
ク信号を入力する。そして、設定された荷重または変位
の指令信号とそれぞれのフィードバック信号とを比較
し、制御偏差を算出してフィードバック制御の演算増幅
処理を行い、操作部であるアクチュエータ20eの操作
量を算出する。算出された操作量はD/A変換器35に
よりアナログ信号に変換され、増幅器36で増幅されて
アクチュエータ20eのサーボバルブ20e1へ出力さ
れる。サーボバルブ20e1はこの操作量信号に従って
不図示の油圧源からアクチュエータ20eに圧送される
油量を制御し、これによりアクチュエータ20eは下部
治具20fを介して供試体21を負荷する。以下、この
ような動作を繰り返し、設定された試験波形に従って供
試体21を負荷し、試験を行なう。The CPU 30 applies the load and displacement applied to the test piece 21 to the load cell 22 and the operating transformer 23.
Respectively, and A / D converters 32 and 34 perform A / D conversion to input digital feedback signals of load and displacement. Then, the set load or displacement command signal is compared with each feedback signal, the control deviation is calculated, the feedback amplification calculation amplification processing is performed, and the operation amount of the actuator 20e, which is the operation unit, is calculated. The calculated manipulated variable is converted into an analog signal by the D / A converter 35, amplified by the amplifier 36, and output to the servo valve 20e1 of the actuator 20e. The servo valve 20e1 controls the amount of oil pressure-fed to the actuator 20e from a hydraulic source (not shown) according to the operation amount signal, and the actuator 20e loads the test piece 21 via the lower jig 20f. Hereinafter, such an operation is repeated, the test piece 21 is loaded according to the set test waveform, and the test is performed.
【0015】図2は試験波形が極大部および極小部へ到
達する時刻を検出するプログラムを示し、図3はフィー
ドバック制御プログラムを示す。これらのフローチャー
トにより、実施例の動作を説明する。なお、この実施例
では図6(a)に示すような三角波の試験波形を例に上
げて説明し、三角波の極大および極小を頂点と呼ぶ。C
PU30は、所定の時間間隔で図2に示す頂点部到達時
刻検出プログラムを実行する。まずステップS11にお
いて、メモリ30mから入力装置により選択された試験
波形を現在時刻から所定時間分、先読みする。例えば、
図6(a)に示すように現在時刻がt1であるとする
と、現在時刻t1から所定時間T後の時刻t4までの試
験波形データを読み出す。ステップS12で先読みした
試験波形を微分し、続くステップS13で微分値が0か
否かを判別する。試験波形を微分した値が0であれば、
その点は極大または極小すなわち三角波の頂点であると
し、ステップS14へ進んで頂点部到達時刻を算出し、
メモリ30mに記憶する。図6(a)に示す例では、時
刻t2と時刻t3が三角波の試験波形がその頂点に到達
する時刻である。なお、ステップS13で試験波形の微
分値が0でなければ、試験波形に大きな頂点がないとし
て処理を終了する。FIG. 2 shows a program for detecting the time when the test waveform reaches the maximum and minimum portions, and FIG. 3 shows a feedback control program. The operation of the embodiment will be described with reference to these flowcharts. In this embodiment, a test waveform of a triangular wave as shown in FIG. 6A will be described as an example, and the maximum and minimum of the triangular wave will be referred to as apexes. C
The PU 30 executes the vertex arrival time detection program shown in FIG. 2 at predetermined time intervals. First, in step S11, the test waveform selected by the input device from the memory 30m is prefetched for a predetermined time from the current time. For example,
As shown in FIG. 6A, assuming that the current time is t1, the test waveform data from the current time t1 to time t4 after a predetermined time T is read. The pre-read test waveform is differentiated in step S12, and it is determined in step S13 whether the differential value is 0 or not. If the value obtained by differentiating the test waveform is 0,
It is assumed that the point is the maximum or minimum, that is, the apex of the triangular wave, and the process proceeds to step S14 to calculate the apex part arrival time,
It is stored in the memory 30m. In the example shown in FIG. 6A, time t2 and time t3 are times at which the triangular test waveform reaches its apex. If the differential value of the test waveform is not 0 in step S13, it is determined that there is no large peak in the test waveform, and the process ends.
【0016】ここで、試験波形の頂点の判定基準である
所定値Kは、試験波形の設定周波数に応じて変化させ
る。つまり、試験波形の設定周波数が高ければ高いほ
ど、制御系が試験波形に追従しにくくなるので、試験波
形の設定周波数が高くなるほど所定値Kを小さくして頂
点部の判定基準を下げる。なお、頂点部到達時刻を実際
の試験波形の頂点部より所定時間だけ早い時刻としても
よく、さらにその所定時間を試験波形の設定周波数に応
じて変化させてもよい。また、図2に示す頂点部到達時
刻検出プログラムの実行時間間隔と、試験波形データの
先読み時間Tは、設定された試験波形の種類、振幅、周
波数などによって最適な時間を決定すればよい。Here, the predetermined value K, which is the criterion for determining the apex of the test waveform, is changed according to the set frequency of the test waveform. That is, the higher the set frequency of the test waveform, the more difficult the control system is to follow the test waveform. Therefore, the higher the set frequency of the test waveform, the smaller the predetermined value K and the lower the criterion for determining the apex. The arrival time of the apex may be a time earlier than the apex of the actual test waveform by a predetermined time, and the predetermined time may be changed according to the set frequency of the test waveform. Further, the execution time interval of the vertex arrival time detection program shown in FIG. 2 and the pre-reading time T of the test waveform data may be determined as an optimum time depending on the type, amplitude, frequency, etc. of the set test waveform.
【0017】CPU30は、所定の時間間隔で図3に示
すフィードバック制御プログラムを実行する。ステップ
S21において、ロードセル22により検出された供試
体21の荷重をA/D変換器32でディジタル信号に変
換して入力するとともに、作動トランス23により検出
された供試体21の変位をA/D変換器33でディジタ
ル信号に変換して入力する。続くステップS22で、メ
モリ30mから設定された試験波形の現在時刻の指令値
を読み込む。ステップS23で、メモリ30mに記憶さ
れている頂点部到達時刻か否かを判別し、頂点部到達時
刻であればステップS24へ進み、そうでなければステ
ップS26へ進む。The CPU 30 executes the feedback control program shown in FIG. 3 at predetermined time intervals. In step S21, the load of the sample 21 detected by the load cell 22 is converted into a digital signal by the A / D converter 32 and input, and the displacement of the sample 21 detected by the operating transformer 23 is A / D converted. The signal is converted into a digital signal by the device 33 and input. In a succeeding step S22, the command value of the present time of the set test waveform is read from the memory 30m. In step S23, it is determined whether or not the vertex arrival time stored in the memory 30m is reached. If the vertex arrival time is reached, the process proceeds to step S24, and if not, the process proceeds to step S26.
【0018】現在時刻がメモリ30mに記憶されている
頂点部到達時刻のときは、ステップS24で、ステップ
S21で検出された荷重と変位の負荷波形のピーク値と
単位時間当りの面積を検出する。続くステップS25
で、検出された負荷波形のピーク値および単位時間当り
の面積と、試験波形のピーク値および単位時間当りの面
積とをそれぞれ比較し、比較結果に基づいて試験波形全
体の振幅を決定するとともに、その頂点部の振幅を他の
部分よりも一定の割合で増加させる。このとき、例えば
負荷波形の単位時間当りの面積が試験波形の面積よりも
小さければ、制御系がひずんでいると判断して試験波形
全体の振幅を増加させ、頂点部の振幅を減少させてひず
みを解消する。なお、試験波形の頂点部の振幅の増加割
合は試験波形の種類、振幅、周波数などにより変化させ
てもよいし、さらに真の頂点部とその周辺で変化させて
もよい。When the current time is the peak arrival time stored in the memory 30m, the peak value of the load waveform of the load and the displacement detected in step S21 and the area per unit time are detected in step S24. Continued Step S25
In, the peak value of the detected load waveform and the area per unit time are compared with the peak value of the test waveform and the area per unit time respectively, and the amplitude of the entire test waveform is determined based on the comparison result, The amplitude of the peak portion is increased at a constant rate as compared with the other portions. At this time, for example, if the area of the load waveform per unit time is smaller than the area of the test waveform, it is determined that the control system is distorted, the amplitude of the entire test waveform is increased, and the amplitude of the apex is decreased to reduce distortion. To eliminate. The rate of increase in the amplitude of the apex of the test waveform may be changed depending on the type, amplitude, frequency, etc. of the test waveform, or may be changed between the true apex and its periphery.
【0019】ステップS26において、決定された荷重
または変位の試験波形の振幅すなわち指令値と、ステッ
プS21で検出された荷重または変位の検出値すなわち
フィードバック値との制御偏差を算出し、さらにこの制
御偏差に演算増幅処理を行なってアクチュエータの操作
量を算出する。続くステップS27で、算出された操作
量のディジタル信号をD/A変換器35でアナログ信号
に変換し、増幅器36で増幅してサーボバルブ20el
へ出力する。In step S26, a control deviation between the amplitude of the determined load or displacement test waveform, ie, the command value, and the detected value of the load or displacement, ie, the feedback value, detected in step S21 is calculated, and this control deviation is calculated. The operation amount of the actuator is calculated by performing the operational amplification process on the. In a succeeding step S27, the digital signal of the calculated manipulated variable is converted into an analog signal by the D / A converter 35, and is amplified by the amplifier 36 to be servo valve 20el.
Output to.
【0020】アクチュエータ20eは、例えば図6
(a)に破線で示すように、試験波形の頂点部で振幅が
増加された指令信号により駆動され、従来、図6(b)
に示すように頂点部で鈍っていた供試体21の負荷波
形、すなわち制御量は、図6(c)に示すように、図6
(a)に実線で示す本来の試験波形に近くなり、制御系
の周波数応答が改善される。The actuator 20e is shown in FIG.
As shown by the broken line in (a), it is driven by the command signal whose amplitude is increased at the apex portion of the test waveform, and conventionally, as shown in FIG.
As shown in FIG. 6C, the load waveform of the test piece 21, which is blunt at the apex as shown in FIG.
The original test waveform shown by the solid line in (a) is approximated, and the frequency response of the control system is improved.
【0021】なお、上述した実施例では供試体に負荷す
る物理量として荷重と変位を例に上げて説明したが、供
試体に負荷する物理量は実施例に限定されない。In the above-mentioned embodiment, the load and the displacement are taken as an example of the physical quantity to be applied to the sample, but the physical quantity to be applied to the sample is not limited to the example.
【0022】以上の実施例の構成において、アクチュエ
ータ20eが負荷手段を、ロードセル22および作動ト
ランス23が物理量検出手段を、メモリ30mが記憶手
段を、CPU30が極大極小算出手段、指令値設定手段
および制御手段をそれぞれ構成する。In the structure of the above embodiment, the actuator 20e serves as a load means, the load cell 22 and the operating transformer 23 serve as a physical quantity detection means, the memory 30m serves as a storage means, and the CPU 30 serves as a maximum / minimum calculation means, a command value setting means and a control. Each means is configured.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、物
理量の指令値の波形が極大部になると物理量の指令値を
増加させ、極小部になると物理量の指令値を減少させ、
増加または減少させた指令値と負荷された供試体から検
出された物理量の検出値とに基づいてフィードバック制
御を行なうようにしたので、指令値の波形の周波数が高
くなっても、波形の極大部および極小部で負荷された供
試体の物理量が鈍るようなことがなく、簡単で且つ安価
な方法で材料試験機の周波数応答特性を改善できる。As described above, according to the present invention, the command value of the physical quantity is increased when the waveform of the command value of the physical quantity becomes the maximum portion, and the command value of the physical quantity is decreased when it becomes the minimum portion,
Since the feedback control is performed based on the increased or decreased command value and the detected value of the physical quantity detected from the loaded specimen, even if the frequency of the command value waveform becomes high, the maximum part of the waveform Further, the physical quantity of the specimen loaded in the minimum portion does not become dull, and the frequency response characteristics of the material testing machine can be improved by a simple and inexpensive method.
【図1】一実施例の構成を示す機能ブロック図。FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of an embodiment.
【図2】頂点部到達時刻検出プログラムを示すフローチ
ャート。FIG. 2 is a flowchart showing a vertex arrival time detection program.
【図3】フィードバック制御プログラムを示すフローチ
ャート。FIG. 3 is a flowchart showing a feedback control program.
【図4】従来の材料試験機の構成を示す制御ブロック
図。FIG. 4 is a control block diagram showing a configuration of a conventional material testing machine.
【図5】従来の材料試験機の演算処理を示すフローチャ
ート。FIG. 5 is a flowchart showing a calculation process of a conventional material testing machine.
【図6】試験波形の指令信号と供試体に負荷される制御
量を示すタイムチャート。FIG. 6 is a time chart showing the command signal of the test waveform and the control amount applied to the test piece.
20 試験機本体 20e アクチュエータ 20el サーボバルブ 20b クロスヘッド 20c 上部治具 20d 基台 20g 支柱 22 ロードセル 23 作動トランス 30 マイクロコンピューター 30m メモリ 31,33,36 増幅器 32,34 A/D変換器 35 D/A変換器 20 Testing machine main body 20e Actuator 20el Servo valve 20b Crosshead 20c Upper jig 20d Base 20g Support 22 Load cell 23 Working transformer 30 Microcomputer 30m Memory 31, 33, 36 Amplifier 32, 34 A / D converter 35 D / A conversion vessel
Claims (1)
出する物理量検出手段と、 前記供試体に負荷する物理量の指令値の波形を記憶する
記憶手段と、 この記憶手段に記憶されている物理量の指令値の波形の
極大部および極小部を算出する極大極小算出手段と、 前記記憶手段から物理量の指令値の波形を読み出してそ
の指令値の波形に沿って時々刻々の物理量の指令値を設
定するとともに、前記物理量の指令値の波形が前記極大
極小算出手段により算出された極大部になると設定した
物理量の指令値を増加させ、極小部になると設定した物
理量の指令値を減少させる指令値設定手段と、 この指令値設定手段により設定された物理量の指令値と
前記物理量検出手段により検出された物理量の検出値と
に基づいてフィードバック制御を行なう制御手段とを備
えることを特徴とする材料試験機1. A load means for loading a physical quantity on a specimen, a physical quantity detecting means for detecting a physical quantity of the specimen loaded by the loading means, and a waveform of a command value of a physical quantity to be loaded on the specimen. Storage means, a maximum / minimum calculating means for calculating the maximum and minimum portions of the waveform of the command value of the physical quantity stored in this storage means, and the waveform of the command value of the physical quantity read from the storage means While setting the command value of the physical quantity every moment along the waveform of, the command value of the set physical quantity is increased when the waveform of the command value of the physical quantity becomes the maximum value calculated by the maximum / minimum calculation means, and the minimum value is increased. Command value setting means for decreasing the set command value of the physical quantity, and the command value of the physical quantity set by the command value setting means and the physical quantity detected by the physical quantity detecting means. Material testing machine, characterized in that it comprises a control means for performing feedback control on the basis of the detected value
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27263893A JPH07128207A (en) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Material testing machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27263893A JPH07128207A (en) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Material testing machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07128207A true JPH07128207A (en) | 1995-05-19 |
Family
ID=17516717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27263893A Pending JPH07128207A (en) | 1993-10-29 | 1993-10-29 | Material testing machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07128207A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014032113A (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-20 | Shimadzu Corp | Material testing machine |
| JP2019066344A (en) * | 2017-10-02 | 2019-04-25 | カヤバ システム マシナリー株式会社 | Control device |
| CN118937042A (en) * | 2024-07-22 | 2024-11-12 | 北京航天航宇实验设备科技有限公司 | Asphalt mixture performance testing machine |
-
1993
- 1993-10-29 JP JP27263893A patent/JPH07128207A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014032113A (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-20 | Shimadzu Corp | Material testing machine |
| JP2019066344A (en) * | 2017-10-02 | 2019-04-25 | カヤバ システム マシナリー株式会社 | Control device |
| CN118937042A (en) * | 2024-07-22 | 2024-11-12 | 北京航天航宇实验设备科技有限公司 | Asphalt mixture performance testing machine |
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