JPH10123008A - 構造物の振動試験装置及び試験方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部分加振試験と振動応答数値解析とを結合し
て行う振動試験を、広範囲の振動条件下において実行可
能とする。 【解決手段】 加振機６によって加振される試験対象構
造物２からの反力を反力計測手段９で計測する。この反
力と地震等を意味する外力のデータは一定時間刻みごと
に振動応答解析機能１３に入力される。その解析結果を
受ける加振機変位算出機能１４は加振機６に加えるべき
加振機変位を算出する。加振機変位補償機能１５は加振
機動特性に対応する補償を施す。補償後の加振機変位
（計算値）から加振機駆動信号算出機能１６は加振変位
予測値を計算する。この予測値を駆動信号として加振機
６は駆動する。これにより、加振機変位算出機能１４の
計算結果と、加振機６を使って試験対象構造物３に加え
る実際の変位とが一致するため、加振機動特性による誤
差がなくなり高精度な振動試験が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は構造物の一部分のみ
の振動試験と残りの部分の振動応答数値解析とを、実時
間で組み合わせて行う構造物の振動試験装置及び試験方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に小型構造物の場合の振動試験は振
動台にそれ全体を搭載して行う。構造物が大型であって
振動台の積載限界を超える場合は、搭載対象を縮小モデ
ルまたは部分モデルとする。前者の縮小モデル試験は、
対象構造物の非線形振動挙動等が災いして縮小化にとも
なう相似則が成立し難い場合は行えない。後者の部分モ
デル試験の場合は、モデル部分・周辺部分相互間の振動
の連成が問題となる。振動連成が大きいと誤差を生じ、
精度の良い試験は行えない。特開昭６１−３４４３８号
・特開昭６１−１３２８３５号・特開昭６２−２２０８
３１号の各公報に構造物等を振動台に搭載しないで行う
タイプの振動試験が示されている。それは構造物の一部
分のみを加振機によって加振する部分加振試験と、残り
の部分の振動応答数値解析とを組み合わせて進める振動
試験である。実物大の大型構造物であっても、部分加振
であれば実行可能となる。このため、縮小化にともなう
相似則を考慮する必要はない。また部分加振の影響が及
ばない周辺部分の振動を数値計算で補い考慮するので、
振動台に構造物全体を乗せる搭載形振動試験の結果と近
似する。

【０００３】部分加振形振動試験における振動応答数値
解析には、例えば中央差分法という数値計算手法を利用
する。この点について、図１０を用いて説明する。図１
０の１は振動応答を評価する構造物の全体である。その
うちの一部分２を加振対象とする。３は残りの部分であ
る。４は基礎、５は反力壁、６は加振機、７は加振機制
御装置を示す。前記残りの部分３の運動方程式は

【数１】 と書ける。この運動方程式を、数値的に一定時間刻みΔ
ｔごとに解くことを考える。ある時刻ｔi における変位
ｘ、外力Ｆ、反力Ｑの値をｘi，Ｆi，Ｑi とかくと、

【数２】 となる。ここで、時刻ｔi-1 ＝ｔi−Δｔと時刻ｔi+1
＝ｔi＋Δｔの間で加速度が一定となる、という仮定を
おくと、

【数３】 が得られる。（数２）を（数３）に代入し、相対変位ベ
クトル｛ｘi+1｝について解くと、

【数４】 となる。これが中央差分法である。（数４）を使えば、
時刻ｔi-1 及び時刻ｔiにおける相対変位ベクトル｛ｘi
-1｝及び｛ｘi｝と、時刻ｔi における外力ベクト ル
｛Ｆi｝及び反力ベクトル｛Ｑi｝とから、時刻ｔi+1 に
おける相対変位ベクト ル｛ｘi+1｝が求められる。

【０００４】上記相対変位ベクトル｛ｘi+1｝の計算に
必要な外力ベクトル｛Ｆi｝は、例えば地震力などであ
り、通常時の全体構造物を加振する振動試験に先立って
デジタル計算機８内に予め保存しておくか、各時刻毎に
デジタル計算機８に入力する。一方、反力ベクトル｛Ｑ
i｝は次のようにして得る。時刻ｔi-1 における計算結
果に基づいて試験対象構造物２のための相対変位の駆動
信号を出力する。その信号を加振機制御装置７に入力
し、加振機６を使って試験対象構造物２を加振する。そ
れにともなう相対変位に対する反力を反力計測手段９に
より測定し、デジタル計算機８に取り込む。かくして、
時刻ｔi におけるデータ｛Ｆi｝及び｛Ｑi｝等 が得ら
れるので、時刻ｔi+1 における相対変位ベクトル｛ｘi+
1｝の計算が可能となる。

【０００５】以上の手法により、部分加振形試験を、構
造物全体の振動応答の影響を考えながら実施でき、また
構造物全体の振動応答も評価することができる。しか
し、前述の従来技術においては、この場合の加振試験
は、加振試験の時間軸が大きく引き延ばされて実施され
ており、また相対変位に関する反力のみが振動応答解析
に利用される。その他の本来の振動挙動に現れる相対変
位の速度に関する反力（速度を減ずるように作用する反
力であり、該反力は速度に比例する）や加速度に関する
反力（いわゆる慣性力）は無視される。このため、これ
らの影響が大きい場合の振動応答を正確には評価できな
い。

【０００６】そこで、振動応答計算における時間軸と加
振試験による時間軸とを一致させて加振する、実時間の
加振が考えられている。例えば特開平７−２７６６４号
公報にその記載がある。実時間加振は、振動応答解析を
行うデジタル計算機によって、反力計測時間から一定時
間後の振動応答を計算し、その振動応答を実現するため
の加振機駆動信号を前記一定時間後のタイミングで加振
機制御装置へ出力することで可能となる。

【０００７】しかし、振動試験に使用される加振機は、
例えば油圧加振機であり、その動特性の影響により駆動
信号に対応する実際の変位応答にわずかな時間遅れδｔ
を生じる。この時間遅れδｔは前記特開平７−２７６６
４号公報にも指摘されているように、構造物に負の減衰
が発生するのと等価であり、試験を不可能にすることが
知られている。この問題は、遅れ時間δｔ分だけ先行す
る加振機駆動信号を予測計算し、出力することで解決で
きる。図１１はこの点を説明する概念図である。同図上
段は計算された加振機変位信号である。これに所要の補
償を施し、同図中段の加振機駆動信号とする。補償の内
容は時間δｔだけ先行させ予測することである。加振機
は同図中段の加振機駆動信号に基づいて駆動するが、そ
の間に時間δｔの応答遅れがあるため、実際には同図下
段の変位となる。応答遅れのδｔは予測分のδｔによっ
て相殺される。このため、ある時刻の変位として計算さ
れた同図上段の変位がその時刻に実現し、実時間の加振
となる。

【０００８】次に、前記特開平７−２７６６４号公報に
記載された加振機駆動信号の予測値算出方法について説
明する。ある時刻ｔまでの振動応答計算値に基づいてδ
ｔ後の加振機駆動信号を予測する。そのために、時間δ
ｔ幅の刻みのデータを通る補間関数を求める。例えば補
間関数作成に使用するデータの個数を（ｎ＋１）個と
し、時間に関するｎ次の関数（ｎ次多項式）を求める。
その関数のｔ＋δｔの値を予測値とする。上記ｎをｎ＝
１〜５とする場合の、δｔ後における加振機駆動信号を
外挿法によって予測する式を（数５）〜（数９）に示
す。

【数５】

【数６】

【数７】

【数８】

【数９】 （数５）〜（数９）によれば、簡単な四則演算によって
予測値を算出できるので、δｔ幅の時間刻みという短時
間の間に計算が完了し、各時刻における実時間の加振が
可能となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の補償方
法においては、実際の加振機変位と計算値との間にわず
かな誤差が発生するため、見かけ上の減衰（以下、付加
減衰と呼ぶ）が加わることがある。付加減衰は条件によ
っては負となることがあり、構造物自体の減衰の和が負
となると、振動応答が次第に大きくなり発散することが
考えられる。付加減衰が負となる限界は、加振機に加わ
る変位を正弦波とすると、正弦波の円振動数ωと遅れ時
間δｔとの積で定義されるパラメータτによって表わし
得る。また、パラメータτの値として表される限界値は
予測に使用するデータの個数ｎの関数となる。ｎ＝１〜
５についてのこの限界値は、日本機械学会論文集６１巻
５８４号１３２８頁〜１３３６頁に示されているよう
に、次の（表１）の通りとなる。

【表１】 （表１）における例えばｎ＝２の場合のパラメータτの
限界値は１．０４７である。これはパラメータτが０〜
１．０４７の範囲では付加減衰が正となり、それを越え
ると負となることを意味する。（表１）からわかるよう
に、ｎ＝１の場合はパラメータτの全領域において負の
付加減衰が加わるため、使用不可である。ｎ＝５の場合
もほぼ同様である。このため、ｎ＝２〜４が望ましい。

【００１０】負の付加減衰による発散は構造物全体の固
有モードについて生じるので、試験対象構造物の質量・
剛性などを想定して得られる全体構造物の固有振動数の
うちの最大のものについて、（表１）の限界値未満とな
る条件が成立しなければならない。未成立となる場合
は、発散の原因となる付加減衰が生じるため、安定な振
動試験は困難となる。従って、加振機の動特性における
応答遅れは振動試験に制約を与え、応答遅れが大きいほ
ど試験対象とできる構造物の固有振動数は小さくなる。

【００１１】本発明の目的は、部分加振試験と振動応答
数値解析とを結合して行う振動試験を、広範囲の振動条
件下において実行可能とすることであり、また振動応答
の発散のない精度の高い振動試験装置及び試験方法を提
供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、試験対象構造
物を加振する少なくとも一個の加振機と、該加振機を制
御する加振機制御装置と、該加振機に取り付けられた前
記試験対象構造物から該加振機に加わる反力を計測する
反力計測手段とを利用する。これらは部分加振形振動試
験を実行するためのものである。またデジタル計算機を
備える。前記デジタル計算機は前記加振機を管理し、か
つ構造物全体の振動応答数値解析等の任務を分担する。
前記デジタル計算機は次の各機能を持つ。 （１）前記反力計測手段の計測値を一定時間刻みごとに
入力する機能 （２）地震などの外力を意味する外力信号形成機能 （３）前記試験対象構造物を含む全体構造物の振動応答
解析機能 （４）前記振動応答解析結果に応じた加振機変位を算出
する加振機変位算出機能 （５）前記加振機変位を補償する加振機変位補償機能 （６）前記補償後の補償後加振機変位に基づいて加振機
駆動信号を算出する加振機駆動信号算出機能 （７）前記補償後加振機変位を保存するデータ保存機能 （８）前記加振機駆動信号を前記加振機制御装置へ出力
する信号出力機能 （９）前記各機能についての時間管理機能

【００１３】以上の各機能について補足する。前記振動
応答解析機能は構造物の数値モデルが入力されており、
かつ前記反力と前記外力のデータを用いて、反力計測時
刻から一定時間後の前記構造物の振動応答を算出する。
前記加振機変位補償機能は前記加振機変位を前記加振機
の応答遅れを補償する。前記加振機駆動信号算出機能は
前記補償後加振機変位と前記データ保存機能に保存され
た過去の補償後加振機変位と予め入力されている予測パ
ラメータを用いて予め定められた時間後の補償後加振機
変位の予測値を算出する。前記時間管理機能と前記信号
出力機能は前記一定時間後に前記予測値を加振機駆動信
号として出力する。

【００１４】本発明は、試験対象構造物から加振機に加
わる反力を計測する反力計測手段を備える。それに加
え、加振機における駆動部分の加振機変位を計測する加
振機変位計測手段を設ける場合はその計測値の利用が可
能となる。この場合のデジタル計算機には前記加振機変
位計測手段からの変位出力値を入力する入力機能と予測
パラメータ修正機能を付加する。

【００１５】予測パラメータ修正機能は前記変位出力値
と加振機変位算出機能によって算出された加振機変位と
を比較し、両者が一致するように前記加振機駆動信号算
出機能の予測パラメータを逐次修正するものである。本
発明における加振機変位補償機能は２次遅れ系の逆伝達
関数をデジタルフィルタとしたものであることが望まし
い。また、デジタル計算機を複数のＣＰＵを含む並列計
算機とし、以上の各機能を各ＣＰＵで分担させることが
可能である。また、デジタル計算機を複数の計算機で構
成し、以上の各機能をこれらの複数の計算機で分担する
ことが可能である。

【００１６】本発明にかかる構造物の振動試験方法は、
以上の各機能に相当するステップを実行し、かつそれを
一定時間刻みごとに繰り返すものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態を図１の構成図
及び図２の流れ図を用いて説明する。試験対象構造物２
は基礎４に固定される。基礎４に反力壁５が固定され、
反力壁５に加振機６が据え付けられる。加振機６は試験
対象構造物２に適宜の変位を加える。加振機６の個数は
１以上であるが、ここでは１個とする。加振機６はその
動特性の影響により変位応答に若干の遅れ時間δｔがと
もなう。加振機６に反力計測手段９が設置されており、
試験対象構造物２に変位が加えられた場合の、試験対象
構造物２から加振機６への反力が計測できる。

【００１８】地震などの外力は外力信号入力機能１１を
介して入力される。デジタル計算機８外からそれを入力
する代わりに、デジタル計算機８内の外力時刻歴保存機
能１２に保存されているデータを読み出すようにしても
同効である。要は外力を意味する外力信号形成機能があ
って、その後の計算の際に外力信号が参照可能であれば
良い。時間管理機能１９により前記外力と前記反力は、
一定時間刻みごとに振動応答解析機能１３に入力され
る。時間管理機能１９はその他の各機能の時間を管理
し、一連の処理ステップが一定時間刻みの単位で実行さ
れ、かつそれを繰り返すことを求める。一定時間刻みと
いうのはいわゆるサンプリング周期であり、振動試験の
精度を高めるために数ｍｓｅｃに設定される。デジタル
計算機８はそれに見合った高速の演算処理能力を持つも
のである。

【００１９】振動応答解析機能１３には試験対象物２を
含む全体構造物の数値モデルが入力されている。それは
例えば前記（数１）のようなマトリクス態様の数値モデ
ルである。振動応答解析機能１３は一定時間刻みごとに
入力される反力及び外力のデータを用いて、例えば前記
中央差分法などのアルゴリズムに基づいて、反力計測時
刻から一定時間後の構造物の振動応答を算出する。

【００２０】この振動応答計算値に基づき、加振機変位
算出機能１４は、試験対象構造物２の加振機設置点に加
えるべき加振機変位を算出する。

【００２１】加振機変位算出機能１４からの加振機変位
（計算値）を受けた加振機変位補償機能１５は加振機６
の特性に応じた補償を施す。ここでは、加振機６をフィ
ルタとしてモデル化し、その逆伝達関数をデジタルフィ
ルタとする補償がなされるが、このモデル化にともなう
誤差は不可避である。このため、加振機変位補償機能１
５からの補償後加振機変位（計算値）をそのまま加振機
駆動信号としたのでは、加振機変位算出機能１４からの
加振機変位（計算値）と実際の加振機変位との間に不一
致を生ずる。

【００２２】そこで、加振機変位補償機能１５からの補
償後加振機変位（計算値）をデータ保存機能１７に保存
する。加振機駆動信号算出機能１６はデータ保存機能１
７に保存されている補償後加振機変位（計算値）の最新
のデータ及び過去のデータを参照することができる。ま
た、加振機駆動信号算出機能１６には加振機６に固有な
遅れ時間δｔがパラメータとして予め入力されている。
加振機駆動信号算出機能１６は以上のデータ及び前記パ
ラメータを利用し、補間計算をして加振機変位予測値を
求める。その補間計算は加振機変位算出機能１４の加振
機変位（計算値）と実際の加振機変位とが一致するよう
になされる。加振機変位予測値は信号出力機能１８を介
して指令信号として加振機制御装置７へ供給される。か
くして、加振機６は駆動する。それから若干の遅れ時間
δｔが経過した時点である実際の加振機変位が実現する
が、それは加振機変位算出機能１４から出力される加振
機変位（計算値）と一致する結果となり、実時間の加振
が実現する。

【００２３】加振機駆動信号算出機能１６の前段でなさ
れる加振機変位補償機能１５における逆伝達関数を利用
する補償は、予測すべき応答遅れを小さくし、予測補償
の適用範囲を拡大する。このため、この振動験装置を広
範囲の条件下で有効に利用することが可能となる。

【００２４】図３は図１の１３−１４−１５の範囲を抜
粋した詳細図である。図３を用いて、加振機変位補償機
能１５について改めて説明する。加振機変位補償機能１
５による補償は、加振機６の動特性を２次遅れ系の伝達
関数でモデル化し、その逆伝達関数をデジタルフィルタ
とするものである。加振機変位算出機能１４から加振機
変位補償機能１５へ供給される加振機変位（計算値）と
その１階微分値、２階微分値を用い、補償後加振変位ｘ
comp を、

【数１０】 とする。加振機６のモデル化を２次遅れ系で行う理由は
次の（ａ）（ｂ）の通りである。 （ａ）振動応答解析機能１３では振動応答を２次の微分
項まで解析するため、その解析値を使用することがで
き、補償計算に必要となる微分項算出のための微分操作
によって生じるノイズ及び誤差が発生しない。 （ｂ）２次のデジタルフィルタの演算量が小さく高速で
処理することができるため、短時間の各刻み幅で処理す
る必要のある本装置に好適である。 上記補償機能によれば、補償により発生する誤差を回避
でき、高精度に構造物の振動試験を実施することができ
る。

【００２５】図４及び図５を使って本発明の他の実施形
態について説明する。ここに前記図１及び図２の部品符
号をなるべくそのまま転用し、重複する説明の一部を省
略する。加振機６にその駆動部分の変位を計測する加振
機変位計測手段２９を設け、加振機６により試験対象構
造物２に加えられている振動応答を計測する。デジタル
計算機８中に予測パラメータ修正機能３１と信号入力機
能３０を設ける。

【００２６】予測パラメータ修正機能３１は、信号入力
機能３０を介して入力される加振機変位計測手段２９か
らの加振機変位（計測値）すなわち実際の加振機変位
と、加振機変位算出機能１４で求めた加振機変位とを比
較し、両者が一致するような予測時間及び予測パラメー
タの最適値を求める。加振機変位（計測値）の加振機変
位（計算値）に対する比に相当するスケール定数は逐次
更新され、加振機駆動信号算出機能１６へ提供され、予
測パラメータの一つとして利用される。加振機駆動信号
算出機能１６は補償後加振機変位（計算値）から加振機
変位予測値を求める際に最新のスケール定数を乗算し補
正する。かくして、精度の高い加振機６の駆動が可能と
なる。

【００２７】図４及び図５の実施形態によれば、初期設
定された加振機駆動信号算出機能１６の予測時間が、加
振機６及び加振機変位補償機能１５の組合せにより発生
する実際の遅れ時間と異なっていた場合や、加振機の動
特性が振動数・振幅などに依存するような場合でも、実
際の状況に応じて予測時間・予測パラメータが変更され
るので、精度の高い加振機の駆動が可能となる。

【００２８】本発明の実施に使用するデジタル計算機の
構成は様々なものにすることが可能である。以下、この
点について説明する。

【００２９】図６は図１のデジタル計算機８の機能を、
第１デジタル計算機２０・第２デジタル計算機２１・第
３デジタル計算機２２の三者で分担したものである。第
１デジタル計算機２０は加振機変位を計算し、それを信
号出力機能２３から出力する。第２デジタル計算機２１
は信号入力機能２４を介して前記加振機変位を取り込
み、補償後加振変位を計算し、それを信号出力機能２５
から出力する。第３デジタル計算機２２は信号出力機能
２６を介して前記補償後加振機変位を取り込み、それを
データ保存機能１７に保存し、加振機変位予想値を形成
し、加振機変位予想値を信号出力機能１８介して出力す
る。

【００３０】図７は図４のデジタル計算機８の機能を、
第１デジタル計算機２０・第２デジタル計算機２１・第
３デジタル計算機２２・第４デジタル計算機３２の四者
で分担したものである。第１デジタル計算機２０・第２
デジタル計算機２１・第３デジタル計算機２２は前記図
６のそれと同等である。第４デジタル計算機３２は信号
入力機能３０を介して振動応答（計測値）を取り込み、
信号入力機能３３を介して加振機変位（計算値）を取り
込み、予測時間・予測パラメータの最適値を形成し、そ
れを信号出力機能３４から出力する。第３デジタル計算
機２２は信号入力機能３５を介して予測時間・予測パラ
メータの最適値を取り込み、加振機駆動信号算出機能１
６の予測時間・予測パラメータを修正する。

【００３１】上記の図６あるいは図７の実施形態は、各
種機能を各デジタル計算機が分担するため、個々のデジ
タル計算機の演算負荷が小さく、短い時間刻みであって
振動試験に必要な一連のプロセスを完結することがで
き、試験精度が向上する。上記各実施形態における入出
力機能は、例えばＤ／ＡあるいはＡ／Ｄの各変換器であ
り、その間のデータ伝達はアナログ信号の形でなされ
る。

【００３２】図８の実施形態は、前記図１のデジタル計
算機８の機能を、一つの並列計算機２７に属する複数の
ＣＰＵ２８で分担するものである。図９の実施形態は前
記図４のデジタル計算機８の機能を、一つの並列計算機
２７に属する複数のＣＰＵ２８で分担するものである。
図８あるいは図９の実施形態によれば、演算処理能力が
高まり、試験精度が向上する。さらに、並列処理計算機
２７内のデータバス３６を介してデジタル信号の形態で
データ伝達がなされるため、アナログ信号の場合のよう
なノイズなどの影響を受け難く、高い振動試験が可能と
なる。以上の各実施形態は一軸の加振機を用いた振動試
験装置及び試験方法であるが、複数の加振自由度を持つ
加振機を用いても同効である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば加振機の応答遅れに起因
する振動試験の適用可能範囲上の制約が緩和される。こ
のため、部分加振試験と振動応答数値解析とを結合して
行う振動試験を、広範囲の振動条件下において実施する
ことができ、また振動応答の発散のない高精度の試験結
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す振動試験装置のブロッ
ク図である。

【図２】その主要動作の流れを示す流れ図である。

【図３】その要部動作の流れを示す流れ図である。

【図４】本発明の他の実施形態を示す振動試験装置のブ
ロック図である。

【図５】その主要動作の流れを示す流れ図である。

【図６】本発明の別の実施形態を示す振動試験装置のブ
ロック図である。

【図７】本発明のさらに他の実施形態を示す振動試験装
置のブロック図である。

【図８】本発明のさらに別の実施形態を示す振動試験装
置のブロック図である。

【図９】本発明のその他の実施形態を示す振動試験装置
のブロック図である。

【図１０】従来の振動試験装置を示すブロック図であ
る。

【図１１】その動作を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ 構造物 ２ 試験対象構造物 ３ 試験対象構造物以外の構造物 ４ 基礎 ５ 反力壁 ６ 加振機 ７ 加振機制御装置 ８ デジタル計算機 ９ 反力計測機能 １０ 信号入力機能 １１ 外力信号入力機能 １２ 外力時刻歴保存機能 １３ 振動応答解析機能 １４ 加振機変位算出機能 １５ 加振機変位補償機能 １６ 加振機駆動信号算出機能 １７ データ保存機能 １８ 信号出力機能 １９ 時間管理機能 ２０ 第１の計算機 ２１ 第２の計算機 ２２ 第３の計算機 ２３ 信号出力機能 ２４ 信号入力機能 ２５ 信号出力機能 ２６ 信号入力機能 ２７ 並列計算機 ２８ 並列計算機のＣＰＵ ２９ 加振機変位計測機能 ３０ 信号入力機能 ３１ 予測パラメータ修正機能 ３２ 第４の計算機 ３３ 信号入力機能 ３４ 信号出力機能 ３５ 信号入力機能 ３６ データバス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅北 和弘 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 試験対象構造物を加振する少なくとも一
   個の加振機と、該加振機を制御する加振機制御装置と、
   該加振機に取り付けられ前記試験対象構造物から該加振
   機に加わる反力を計測する反力計測手段とを備え、また
   デジタル計算機を備え、 前記デジタル計算機は、前記反力計測手段の計測値を一
   定時間刻みごとに入力する機能と、地震などの外力を意
   味する外力信号形成機能と、前記試験対象構造物を含む
   全体構造物の振動応答解析機能と、前記振動応答解析結
   果に応じた加振機変位を算出する加振機変位算出機能
   と、前記加振機変位を補償する加振機変位補償機能と、
   前記補償後の補償後加振機変位に基づいて加振機駆動信
   号を算出する加振機駆動信号算出機能と、前記補償後加
   振機変位を保存するデータ保存機能と、前記加振機駆動
   信号を前記加振機制御装置へ出力する信号出力機能と、
   前記各機能についての時間管理機能とを有し、 前記振動応答解析機能は構造物の数値モデルが入力され
   ており、かつ前記反力と前記外力のデータを用いて、反
   力計測時刻から一定時間後の前記構造物の振動応答を算
   出するものであり、 前記加振機変位補償機能は前記加振機変位を前記加振機
   の動特性を補償するものであり、 前記加振機駆動信号算出機能は前記補償後加振機変位と
   前記データ保存機能に保存された過去の補償後加振機変
   位と予め入力されている予測パラメータを用いて予め定
   められた時間後の補償後加振機変位の予測値を算出する
   ものであり、 前記時間管理機能と前記信号出力機能は前記一定時間後
   に前記予測値を加振機駆動信号として出力するものであ
   ることを特徴とする構造物の振動試験装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の構造物の振動試験装置に
   おいて、加振機にその駆動部分の変位を計測する加振機
   変位計測手段を設け、デジタル計算機に前記加振機変位
   計測手段からの変位出力値を入力する入力機能と予測パ
   ラメータ修正機能を設け、 前記予測パラメータ修正機能は前記変位出力値と加振機
   変位算出機能によって算出された加振機変位とを比較
   し、両者が一致するように前記加振機駆動信号算出機能
   の予測パラメータを逐次修正するものであることを特徴
   とする構造物の振動試験装置。
3. 【請求項３】 構造物の全体または一部分を加振機で加
   振する構造物の振動試験方法において、試験対象構造物
   から加振機への反力を計測し、一定時間刻みごとに計測
   される反力のデータと地震などの外力を意味するデータ
   とから構造物の数値モデルを考慮して前記計測時点から
   一定時間経過後における構造物の振動応答を計算し、該
   振動応答から加振機変位を計算し、前記加振機変位から
   前記加振機の動特性を予め補償した補償後加振機変位を
   求め、該補償後加振機変位のデータを保存し、前記補償
   後加振機変位と前記データ保存機能に保存された過去の
   振動応答信号と予め入力されている予測パラメータを用
   いて、予め定められた時間後の補償後加振機変位予測値
   を算出し、前記補償後加振機変位予測値に基づいて前記
   加振機を駆動することを特徴とする構造物の振動試験方
   法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の試験方法において、加振
   機により加振される加振機変位を計測し、算出された加
   振機変位と計測された加振機変位とを比較し、両者が一
   致するように加振機駆動信号の予測時間、予測パラメー
   タの少なくとも一方を逐次修正する構造物の振動試験方
   法。