JPH0721438B2 - 振動試験機 - Google Patents

振動試験機

Info

Publication number
JPH0721438B2
JPH0721438B2 JP62209014A JP20901487A JPH0721438B2 JP H0721438 B2 JPH0721438 B2 JP H0721438B2 JP 62209014 A JP62209014 A JP 62209014A JP 20901487 A JP20901487 A JP 20901487A JP H0721438 B2 JPH0721438 B2 JP H0721438B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acceleration
actuator
displacement
differential pressure
actuators
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62209014A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6450925A (en
Inventor
輝次 松原
忠 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shimadzu Corp
Original Assignee
Shimadzu Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shimadzu Corp filed Critical Shimadzu Corp
Priority to JP62209014A priority Critical patent/JPH0721438B2/ja
Publication of JPS6450925A publication Critical patent/JPS6450925A/ja
Publication of JPH0721438B2 publication Critical patent/JPH0721438B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は、各種構造物の耐震試験や車両、家電製品な
どの振動試験に用いられる振動試験機に係り、特には、
一つの振動台を複数のアクチュエータで振動させる振動
試験機に関する。
B.従来技術 第4図は従来の振動試験機の構成の概略を示したブロッ
ク図である。
通常、地震波などは加速度波形として記録されているか
ら、この種の振動試験機には加速度入力信号が与えられ
る。一方、従来の振動試験機は後述するように変位制御
方式を採るから、加速度入力信号は二重積分回路1に与
えられ、ここで2重積分されて変位入力信号に変換され
てから、各制御系2A〜2Dに与えられる。
制御系2A〜2Dは、一つの振動台を支持している図示しな
い四つのアクチュエータに対応して、それぞれ独立して
設けられている。アクチュエータとしては、復動式の油
圧シリンダが用いられる。各制御系2A〜2Dは、同様の構
成であるから、ここでは制御系2Aを例に採って説明す
る。
制御系2Aは、アクチュエータのピストンの変位を検出す
る変位センサ3A、変位センサ3Aの出力を増幅する変位ア
ンプ4A、サーボアンプ5A、サーボ弁6Aから構成されてい
る。二重積分回路1から出力された変位入力信号と変位
アンプ4Aとの差分がサーボアンプ5Aを介してサーボ弁6A
に与えられ、その出力に基づいてサーボ弁6Aがアクチュ
エータに与える流量を制御する。これによりアクチュエ
ータが変位入力信号に応じた変位を振動台に加え、その
結果として加速度入力信号に対応した加速度で振動台が
動かされる。
C.発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述したような変位制御方式を採る従来
の振動試験機には、次のような問題点がある。
即ち、変位と加速度との間には二階微分の関係があるか
ら、振動台の変位に僅かな誤差が生じると、これを二階
微分して加速度に換算した場合、かなり大きさ加速度が
誤差として振動台に加わっていることになる。そのた
め、従来装置は加速度波形の再現性に劣るという問題点
があった。
また、各アクチュエータや各サーボ弁の間には若干の特
性上の差があるため、複数台のアクチュエータで一つの
振動台を振動させた場合、各アクチュエータに加わる力
で均等でなくなり、その結果、一部のアクチュエータに
過負荷が生じ、アクチュエータなどの故障あるいは振動
台の異常な動きを引き起こすという問題点もあった。
この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たものであって、加速度波形を精度よく再現するととに
も、各アクチュエータに加わる力を均等にして、振動台
を円滑に振動させる振動試験機を提供することを目的と
している。
D.問題点を解決するための手段 この発明は上記問題点を解決するために、次のような構
成を採る。
即ち、この発明は、一つの振動台を複数のアクチュエー
タで振動させる振動試験機において、前記各アクチュエ
ータに対応して設けられ、各アクチュエータの基準位置
を保持する変位制御機構と、前記振動台の加速度を検出
することによって加速度入力信号を一括操作して各アク
チュエータを加速度制御する加速度制御機構と、各アク
チュエータの差圧を検出することにより、各アクチュエ
ータの平均差圧を均等化する静的補正量と各アクチュエ
ータの動的差圧を均等化する動的補正量とを各アクチュ
エータごとに算出し、前記静的補正量を前記各変位制御
機構に与える一方、前記動的補正量を前記加速度制御機
構に与える演算制御部とを備えたことを特徴としてい
る。
E.作 用 加速度制御機構によって各アクチュエータが直接的に加
速度制御される一方、演算制御部によって各アクチュエ
ータの平均差圧が等しくなるように制御されるととも
に、各アクチュエータの動的差圧が等しくなるよう制御
されるから、各アクチュエータはほぼ同じ強さの力で振
動台を動かす。
F.実施例 以下、この発明の実施例を図面に従って説明する。
第1図はこの発明の一実施例の構成の概略を示したブロ
ック図、第2図は前記実施例における試験機本体の説明
図である。
まず、第2図に従って試験機本体について説明する。第
2図(a)は試験機本体の平面図、第2図(b)は正面
図である。
第2図において、11は図示しない供試体が載置される振
動台である。この振動台11は、その四隅をピン結合され
た四つのアクチュエータ12A〜12Dで支えられている。振
動台11は、これらのアクチュエータ12A〜12Dによって垂
直方向に振動される。アクチュエータ12A〜12Dは、流量
を変位に変換して出力する復動式の油圧シリンダで構成
されている。各アクチュエータ12A〜12Dに関連して、流
量制御用のサーボ弁13A〜13D、ピストンの上下室の圧力
差を検出する差圧センサ14A〜14D、ピストンの変位を検
出する変位センサ15A〜15Dがそれぞれ設けられている。
また、振動台11には振動台11に加わる加速度を検出する
加速度センサ16が取り付けられている。各アクチュエー
タ12A〜12Dからの影響を等しく受けるようにするため
に、加速度センサ16は振動台11の中央部分に取り付けら
れている。
次に第1図に従って、この実施例の制御系について説明
する。
第1図において、各アクチュエータ12A〜12Dに対応した
各制御系の構成部分は、添字A〜Dで表している。各制
御系の構成部分は同じであるから、ここではアクチュエ
ータ12Aに関連した制御系を例に採って説明する。
変位センサ15A、変位アンプ17A、変位ゲイン設定回路18
A、サーボアンプ19Aおよびサーボ弁13Aは、アクチュエ
ータ12Aの基準位置を保持するための変位制御系を構成
している。20はアクチュエータ12A〜12Dの基準位置を設
定する基準位置設定器であって、設定位置に応じた直流
電圧を出力する。変位アンプ17Aで増幅された変位セン
サ15Aの出力と、前記基準位置設定器20の出力との差分
が変位ゲイン設定回路18Aに与えられる。この変位ゲイ
ン設定回路18Aの出力がサーボアンプ19Aを介してサーボ
弁13Aに与えられることにより、基準位置設定器20で設
定された基準位置を保持するようにアクチュエータ12A
が変位制御される。同様の変位制御が、他のアクチュエ
ータ12B〜12Dについても行われる結果、各アクチュエー
タ12A〜12Dで支持された振動台11が基準位置に保持され
る。
加速度センサ16、加速度アンプ21、加速度トータルゲイ
ン設定回路22、加速度ゲイン設定回路23A、サーボアン
プ19Aおよびサーボ弁13Aは、アクチュエータ12Aに対応
した加速度制御系である。ただし、加速度センサ16、加
速度アンプ21および加速度トータルゲイン設定回路22
は、他のアクチュエータ12B〜12Dにも共通している。加
速度トータルゲイン設定回路22は、地震波などの加速度
入力信号と、加速度アンプ21で増幅された加速度センサ
16の出力との差分を与えられ、これを適宜に増幅して加
速度ゲイン設定回路23Aに出力する。加速度ゲイン設定
回路23Aの出力は、変位ゲイン設定回路18Aの出力と加え
合わされたサーボアンプ19Aを介してサーボ弁13Aに与え
られる。その結果、アクチュエータ12Aは、前記変位制
御系で保持された基準位置を中心として振動し、振動台
11に加速度入力信号に対応した加速度(力)を加える。
加速度トータルゲイン設定回路22の出力は、他のアクチ
ュエータ12B〜12Dに対応した加速度ゲイン設定回路23B
〜23Dにも同様に与えられるから、振動台11を支持する
四つのアクチュエータ12A〜12Dは、同様に加速度制御さ
れている。この点で、アクチュエータごとにそれぞれ制
御する変位制御系と異なる。このように四つのアクチュ
エータ12A〜12Dは、加速度入力信号を一括的に操作した
信号によって直接的に加速度制御される。
ところで、各アクチュエータの制御系として、上述した
ように変位制御系と加速度制御系とがあるから、加速度
入力信号を精度よく再現するために、両制御系の干渉を
できるだけ少なくするように構成することが望ましい。
そのために、地震波を加速度入力信号とするこの実施例
では次のようにしている。
即ち、通常、地震波は0.1〜100Hz程度のパワースペクト
ルを持つから、変位制御系では0.1Hz以下の周波数成分
を操作し、加速度制御では0.1Hz以上の周波数成分(加
速度入力信号)を操作して、両制御系の干渉を避けてい
る。
また、サーボ弁は流量(速度)制御弁であるから、サー
ボ弁の入力信号(速度信号)と加速度入力信号とは一次
微分の関係にある。そのため、加速度制御系が不安定に
なることも考えられるから、加速度トータルゲイン設定
回路22に一重積分要素を付加して制御系の安定化を図っ
ている。このような一重積分要素は、変位制御系と重複
する部分でなければ加速度制御系のどの部分に設けても
よく、例えば、各加速度ゲイン設定回路23A〜23Dに付加
してもよい。
次に、各アクチュエータ12A〜12Dやサーボ弁13A〜13Dの
特性のバラツキなどによって生じる各アクチュエータ間
の力の不均衡を補正するために設けられた構成について
説明する。
各アクチュエータに設けられた差圧センサ14A〜14Dによ
って、各アクチュエータのピストンの上下室の圧力差が
検出される。第3図は、アクチュエータが駆動されてい
るときに差圧センサによって検出された信号波形の例を
示している。同図において、SPは差圧を平均化した平均
差圧、GPは差圧の振幅に対応した動的差圧をそれぞれ示
している。各アクチュエータの特性のバラツキなどによ
って、各差圧センサ14A〜14Dごとに平均差圧SPおよび動
的差圧GPが若干異なるのが通常である。
各差圧センサ14A〜14Dの出力は、差圧アンプ24A〜24Dに
よってそれぞれ増幅されたのち、演算制御回路25に与え
られる。演算制御回路25は、差圧センサ14A〜14Dの各出
力に基づき、アクチュエータ12A〜12Dの各平均差圧SP
それぞれ等しくなるような静的補正量SA〜SDと、アクチ
ュエータ12A〜12Dの各動的差圧GPがそれぞれ等しくなる
ような動的補正量GA〜GDとを算出する。具体的には、各
差圧センサ14A〜14Dの平均差圧SPの平均値SAVEを算出
し、この平均値SAVEと各アクチュエータの平均差圧SP
の差を、各アクチュエータの静的補正量SA〜SDとする。
動的補正量GA〜GDについても同様に各動的差圧の平均値
GAVEと各動的差圧との差から求められる。
このようにして算出された静的補正量SA〜SDが、各アク
チュエータ12A〜12Dの変位制御系の変位ゲイン設定回路
18A〜18Dの各入力に加え合わされる結果、各アクチュエ
ータ12A〜12Dの平均差圧SPが等しくなるようにそれぞれ
変位制御される。
一方、動的補正量GA〜GDは、各加速度ゲイン設定回路23
A〜23Dのゲイン制御信号として与えられ、各アクチュエ
ータ12A〜12Dの動的差圧GPが等しくなるように、各加速
度ゲイン設定回路23A〜23Dのゲインが制御される。
以上のように、各アクチュエータ12A〜12Dの平均差圧SP
および動的差圧GPが等しくなるように制御されることに
より、各アクチュエータなどの特性のバラツキが補正さ
れ、振動台11は各アクチュエータ12A〜12Dによって、そ
れぞれれ等しい力で駆動される。
なお、上述の実施例では、振動台で四つのアクチュエー
タで垂直方向に駆動する振動試験機を例に採って説明し
たが、この発明はこのような振動試験機に限定されるも
のではなく、複数台のアクチュエータで振動台を振動す
る振動試験機に適用することができる。また、振動台が
水平方向に動かされる振動試験機にも適用できることは
言うまでもない。
さらに、実施例で説明した演算制御回路25は各アクチュ
エータの差圧検出信号を与えられるから、この演算制御
回路に差圧異常を検出する機能を付加することによっ
て、差圧異常時にアラーム信号を出力して作業者に異常
を知らせたり、アクチュエータを停止させるような安全
機構を構成することも容易に実現できる。
G.発明の効果 以上の説明から明らかなように、この発明に係る振動試
験機によれば、一つの振動台を動かす複数のアクチュエ
ータを一括的に加速度制御するとともに、各アクチュエ
ータがほぼ同じ強さの力で振動台を動かすようにしたか
ら、各アクチュエータについて独立した変位制御方式を
採る従来装置に比較して、振動台の動きが円滑になり、
加速度波形を精度よく再現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例の構成の概略を示したブロ
ック図、第2図は前記実施例における試験機本体の説明
図、第3図は前記実施例における差圧センサの出力波形
の説明図、第4図は従来の振動試験機の構成の概略を示
したブロック図である。 11……振動台 12A〜12D……アクチュエータ 13A〜13D……サーボ弁 14A〜14D……差圧センサ 15A〜15D……変位センサ 16……加速度センサ 18A〜18D……変位ゲイン設定回路 20……基準位置設定器 22……加速度トータルゲイン設定回路 23A〜23D……加速度ゲイン設定回路 25……演算制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一つの振動台を複数のアクチュエータで振
    動させる振動試験機において、前記各アクチュエータに
    対応して設けられ、各アクチュエータの基準位置を保持
    する変位制御機構と、前記振動台の加速度を検出するこ
    とによって加速度入力信号を一括操作して各アクチュエ
    ータを加速度制御する加速度制御機構と、各アクチュエ
    ータの差圧を検出することにより、各アクチュエータの
    平均差圧を均等化する静的補正量と各アクチュエータの
    動的差圧を均等化する動的補正量とを各アクチュエータ
    ごとに算出し、前記静的補正量を前記各変位制御機構に
    与える一方、前記動的補正量を前記加速度制御機構に与
    える演算制御部とを備えたことを特徴とする振動試験
    機。
JP62209014A 1987-08-21 1987-08-21 振動試験機 Expired - Fee Related JPH0721438B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62209014A JPH0721438B2 (ja) 1987-08-21 1987-08-21 振動試験機

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62209014A JPH0721438B2 (ja) 1987-08-21 1987-08-21 振動試験機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6450925A JPS6450925A (en) 1989-02-27
JPH0721438B2 true JPH0721438B2 (ja) 1995-03-08

Family

ID=16565840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62209014A Expired - Fee Related JPH0721438B2 (ja) 1987-08-21 1987-08-21 振動試験機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0721438B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3011418B2 (ja) * 1989-04-28 2000-02-21 アイエムブイ 株式会社 波形制御装置および方法
JPH07111215B2 (ja) * 1992-08-26 1995-11-29 鹿島建設株式会社 除振装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6450925A (en) 1989-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5572440A (en) Motor vehicle vibrating system and method of controlling same
JP7477670B2 (ja) 床フィードフォワード補助を備えた精密振動絶縁システム
US6189385B1 (en) Shaking table and method of controlling the same
JPWO1997011344A1 (ja) 振動台およびその制御方法
US4297888A (en) Stability control system for vibration test device
JP3268092B2 (ja) 車両ロードシミュレータ
US4334216A (en) Electronic device for monitoring the operation of a servo system including a hydraulic jack
JPH0721438B2 (ja) 振動試験機
CN105241622A (zh) 一种带静力预载的振动试验系统
JP2521315B2 (ja) 柔軟構造物の振動制御装置
JP2003106967A (ja) 油圧−サーボ式材料試験機
JP2008151521A (ja) 加振装置
JP2006090761A (ja) 振動試験装置
US5832806A (en) Non-contacting precision electronic control servo for pneumatic isolators
JPH0442615B2 (ja)
JPH0718772B2 (ja) 振動試験機
JP3811639B2 (ja) 制御装置
JPH01247802A (ja) 剛性調整機能を有する電油サーボアクチュエータ
JPH0729475Y2 (ja) 材料試験機
CN114738349B (zh) 一种飞机振动疲劳测试试验中的加载补偿系统及其方法
JPH01247838A (ja) 能動制御精密制振方法とその方法を使用したアクチュエータ並びに制振台
JP3426942B2 (ja) 振動試験装置
JPH01227038A (ja) 振動台の負荷変化補償方法,及び,同補償装置
JPH1164193A (ja) 疲労試験機
SU1657997A2 (ru) Автоматическа система нагружени

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees