JPH10318879A - 振動試験機における外乱の影響補償装置 - Google Patents
振動試験機における外乱の影響補償装置Info
- Publication number
- JPH10318879A JPH10318879A JP9130696A JP13069697A JPH10318879A JP H10318879 A JPH10318879 A JP H10318879A JP 9130696 A JP9130696 A JP 9130696A JP 13069697 A JP13069697 A JP 13069697A JP H10318879 A JPH10318879 A JP H10318879A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- disturbance
- displacement
- shaking table
- equation
- feedback
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】振動試験機において、外乱を打ち消すための入
力を発生する外乱推定補償器を備え外乱の影響を補償す
る制御装置を提供する。 【解決手段】振動台のフィードバック制御装置内に、外
乱オブザーバを設けることによりテーブルに加わる外乱
を推定補償し前記外乱を打ち消すための入力信号を加算
器に加えることにより、振動実験時の外乱の影響を小さ
くすることができた。
力を発生する外乱推定補償器を備え外乱の影響を補償す
る制御装置を提供する。 【解決手段】振動台のフィードバック制御装置内に、外
乱オブザーバを設けることによりテーブルに加わる外乱
を推定補償し前記外乱を打ち消すための入力信号を加算
器に加えることにより、振動実験時の外乱の影響を小さ
くすることができた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、振動台の加振装置
に関する。
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術としては、特開昭49−115568
号公報の「振動試験機における負荷の影響補償装置」に
より、振動実験装置の一つである振動台を駆動するシリ
ンダの両端油室内の差圧を検出しこれを従来のフィード
バック回路に加えることにより負荷によって生じる振動
台の負荷の影響を除去するようにした。
号公報の「振動試験機における負荷の影響補償装置」に
より、振動実験装置の一つである振動台を駆動するシリ
ンダの両端油室内の差圧を検出しこれを従来のフィード
バック回路に加えることにより負荷によって生じる振動
台の負荷の影響を除去するようにした。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、振動台にお
ける負荷の変動による振動台応答波形への影響や振動台
に加わる外乱による振動台応答波形への影響を、振動台
を制御する制御回路内に外乱を推定補償する補償器を設
けることにより除去する。
ける負荷の変動による振動台応答波形への影響や振動台
に加わる外乱による振動台応答波形への影響を、振動台
を制御する制御回路内に外乱を推定補償する補償器を設
けることにより除去する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明では、振動台を制
御する制御回路内に外乱を推定補償する外乱オブザーバ
を設ける。
御する制御回路内に外乱を推定補償する外乱オブザーバ
を設ける。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１は、外乱補償器を備えた振動
台の制御機構図である。図１において、目標値が加振信
号器１１より電圧として加えられると、加算機７，８と
増幅器６とからなるサーボアンプ１２では電圧を電流に
変換及び増幅し、前記電流はサーボ弁３に供給される。
サーボ弁３では前記電流により、圧油を油圧源から加振
機２に供給し、前記加振機２が変位することにより、テ
ーブル１を加振する。
台の制御機構図である。図１において、目標値が加振信
号器１１より電圧として加えられると、加算機７，８と
増幅器６とからなるサーボアンプ１２では電圧を電流に
変換及び増幅し、前記電流はサーボ弁３に供給される。
サーボ弁３では前記電流により、圧油を油圧源から加振
機２に供給し、前記加振機２が変位することにより、テ
ーブル１を加振する。
【０００６】一方、加速度検出器５により検出されるテ
ーブル１の加速度と、積分器１３と加速時計１４と変位
計１５とからなるフィードバック制御装置９により前記
加速度を積分して変換した速度とがそれぞれ電圧信号と
して加算器７にフィードバックされる。
ーブル１の加速度と、積分器１３と加速時計１４と変位
計１５とからなるフィードバック制御装置９により前記
加速度を積分して変換した速度とがそれぞれ電圧信号と
して加算器７にフィードバックされる。
【０００７】テーブル１に外乱ｄが加えられると、前記
加速度検出器５により加速度信号が検出され外乱オブザ
ーバ１０に加速度信号として送られる。前記外乱オブザ
ーバ１０では前記加速度信号と、加振信号器１１とフィ
ードバック信号とによる偏差とを比較し、外乱を打ち消
すための信号を加算器８に重畳することによりサーボ弁
３に外乱の影響を打ち消す信号を付加するものである。
加速度検出器５により加速度信号が検出され外乱オブザ
ーバ１０に加速度信号として送られる。前記外乱オブザ
ーバ１０では前記加速度信号と、加振信号器１１とフィ
ードバック信号とによる偏差とを比較し、外乱を打ち消
すための信号を加算器８に重畳することによりサーボ弁
３に外乱の影響を打ち消す信号を付加するものである。
【０００８】加振機において継手の剛性が十分に大き
く、加振機の変位Ｚａとテーブル変位とが等しいと見倣
せる振動台について外乱オブザーバを構成する。振動台
の運動方程式は数１から数５となる。
く、加振機の変位Ｚａとテーブル変位とが等しいと見倣
せる振動台について外乱オブザーバを構成する。振動台
の運動方程式は数１から数５となる。
【０００９】入力信号１１とサーボアンプ６の電流との
関係式
関係式
【００１０】
【数１】 ｉ＝Ｋamp・ｅ …（数１）
【００１１】
【数２】 ｅ＝ｒ−Ｋadv・ｚa …（数２） 動作点近傍で線形化したサーボ弁３の圧力流量特性の式
【００１２】
【数３】 ｑ＝Ｋsq・ｉ−Ｃsl・ｐm …（数３） 油の圧縮性を無視した連続の式
【００１３】
【数４】
【００１４】加振機２（或いはテーブル１）の運動方程
式
式
【００１５】
【数５】
【００１６】ここで、 ｅ：偏差入力 ｒ：入力信号［Ｖ］ Ｋadv ：加振機のフィードバックゲイン［Ｖ／ｍ］ ｚa ：加振機変位［ｍ］ ｉ：サーボアンプの出力電流［ｍＡ］ Ｋamp ：サーボアンプのゲイン［ｍＡ／Ｖ］ ｑ：サーボ弁流量［ｍ3／ｓ］ Ｋsq：サーボ弁の流量ゲイン［ｍ3／（ｍＡ・ｓ）］ Ｃsl：サーボ弁の漏れ流量係数［ｍ3／（Ｐａ・ｓ）］ ｐsm：差圧［Ｐａ］ Ａa・(ｄｚa／ｄｔ)＝Ａa・ｖa：加振機流量の式［ｍ3
／ｓ］ Ａs ：加振機ピストン受圧面積［ｍ2］ (ｄｚa／ｄｔ)＝ｖa：加振機ピストン速度［ｍ／ｓ］ Ｍ：加振機可動部質量［kg］ (ｄ2ｚa／ｄｔ2)：加振機の加速度［ｍ／ｓ2］ とする。
／ｓ］ Ａs ：加振機ピストン受圧面積［ｍ2］ (ｄｚa／ｄｔ)＝ｖa：加振機ピストン速度［ｍ／ｓ］ Ｍ：加振機可動部質量［kg］ (ｄ2ｚa／ｄｔ2)：加振機の加速度［ｍ／ｓ2］ とする。
【００１７】数１から数５を纏めると図２の制御対象の
ブロック線図を得る。
ブロック線図を得る。
【００１８】図２の破線内を制御対象とし、数６が成り
立つ。
立つ。
【００１９】
【数６】
【００２０】第１の実施例として、変位フィードバック
による外乱オブザーバを構成する。
による外乱オブザーバを構成する。
【００２１】数６から外乱の推定値ｄ0 を導出すると
【００２２】
【数７】
【００２３】を得る。数７にフィルタを挿入し、次式を
得る。
得る。
【００２４】
【数８】
【００２５】数８のω0 は外乱オブザーバによる外乱抑
圧の帯域を表す。
圧の帯域を表す。
【００２６】図３に変位のフィードバックにより外乱の
影響を除去する外乱補償器のブロック線図を示す。図４
に第１の実施例としてステップ外乱に対する振動台の応
答のシミュレーション結果を示す。図５に第１の実施例
として周波数外乱に対する振動台の応答のシミュレーシ
ョン結果を示す。
影響を除去する外乱補償器のブロック線図を示す。図４
に第１の実施例としてステップ外乱に対する振動台の応
答のシミュレーション結果を示す。図５に第１の実施例
として周波数外乱に対する振動台の応答のシミュレーシ
ョン結果を示す。
【００２７】第２の実施例として、加速度フィードバッ
クによる外乱オブザーバを構成する。数７を変形し
クによる外乱オブザーバを構成する。数７を変形し
【００２８】
【数９】
【００２９】を得る。数９から外乱オブザーバを構成す
ると
ると
【００３０】
【数１０】
【００３１】となる。図６に加速度のフィードバックに
より外乱の影響を除去する外乱補償器のブロック線図を
示す。図７に第２の実施例としてステップ外乱に対する
振動台の応答のシミュレーション結果を示す。図８に第
２の実施例として周波数外乱に対する振動台の応答のシ
ミュレーション結果を示す。
より外乱の影響を除去する外乱補償器のブロック線図を
示す。図７に第２の実施例としてステップ外乱に対する
振動台の応答のシミュレーション結果を示す。図８に第
２の実施例として周波数外乱に対する振動台の応答のシ
ミュレーション結果を示す。
【００３２】第３の実施例として、加速度及び変位フィ
ードバックによる外乱オブザーバを構成する。数７を変
形し
ードバックによる外乱オブザーバを構成する。数７を変
形し
【００３３】
【数１１】
【００３４】を得る。数１１から外乱オブザーバを構成
すると
すると
【００３５】
【数１２】
【００３６】となる。図９に加速度及び変位のフィード
バックにより外乱の影響を除去する外乱補償器のブロッ
ク線図を示す。図１０に第３の実施例としてステップ外
乱に対する振動台の応答のシミュレーション結果を示
す。図１１に第３の実施例として周波数外乱に対する振
動台の応答のシミュレーション結果を示す。
バックにより外乱の影響を除去する外乱補償器のブロッ
ク線図を示す。図１０に第３の実施例としてステップ外
乱に対する振動台の応答のシミュレーション結果を示
す。図１１に第３の実施例として周波数外乱に対する振
動台の応答のシミュレーション結果を示す。
【００３７】
【発明の効果】本発明では、外乱を補償する外乱補償器
を振動台を制御する制御回路内に設けることにより、振
動試験時に発生する外乱の影響を除去することができ
る。図４，図５，図７，図８，図１０及び図１１のシミ
ュレーション結果でも外乱オブザーバにより外乱の影響
を補償できることが分かる。
を振動台を制御する制御回路内に設けることにより、振
動試験時に発生する外乱の影響を除去することができ
る。図４，図５，図７，図８，図１０及び図１１のシミ
ュレーション結果でも外乱オブザーバにより外乱の影響
を補償できることが分かる。
【図１】本発明の加振装置に外乱補償器を備えた振動台
の制御機構図。
の制御機構図。
【図２】制御対象のブロック線図。
【図３】変位のフィードバックにより外乱の影響を除去
する外乱補償器のブロック線図。
する外乱補償器のブロック線図。
【図４】本発明の第１の実施例のステップ外乱シミュレ
ーションの特性図。
ーションの特性図。
【図５】本発明の第１の実施例の周波数外乱シミュレー
ションの特性図。
ションの特性図。
【図６】加速度のフィードバックにより外乱の影響を除
去する外乱補償器のブロック線図。
去する外乱補償器のブロック線図。
【図７】本発明の第２の実施例のステップ外乱シミュレ
ーションの特性図。
ーションの特性図。
【図８】本発明の第２の実施例の周波数外乱シミュレー
ションの特性図。
ションの特性図。
【図９】加速度及び変位のフィードバックにより外乱の
影響を除去する外乱補償器のブロック線図。
影響を除去する外乱補償器のブロック線図。
【図１０】本発明の第３の実施例のステップ外乱シミュ
レーションの特性図。
レーションの特性図。
【図１１】本発明の第３の実施例の周波数外乱シミュレ
ーションの特性図。
ーションの特性図。
１…テーブル、２…加振機、３…サーボ弁、４…変位検
出器、５…加速度検出器、６…増幅器、７，８…加算
器、９…フィードバック制御装置、１０…外乱オブザー
バ、１１…加振信号器、１２…サーボアンプ、１３…積
分器、１４…加速度計、１５…変位計、ｄ…外乱。
出器、５…加速度検出器、６…増幅器、７，８…加算
器、９…フィードバック制御装置、１０…外乱オブザー
バ、１１…加振信号器、１２…サーボアンプ、１３…積
分器、１４…加速度計、１５…変位計、ｄ…外乱。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 正人 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 (1)
- 【請求項１】振動台を駆動するシリンダと、シリンダに
供給される圧油を制御するサーボ弁と、振動台の変位に
相当する目標値を電圧信号として発信する加振信号発生
器と、振動台の変位・速度・加速度のフィードバック要
素を電圧変換してフィードバックするための振動台変位
検出器，加速度検出器を有するフィードバック回路と、
前記信号発生器とフィードバック回路とからの電圧信号
の差を計算し偏差を検出する加算器と加算器からの偏差
信号を増幅してサーボ弁に加える増幅器とを有するサー
ボアンプとからなる電気−油圧サーボ機構を備えた振動
試験機において、変位のフィードバックにより、振動台
に加わる外乱を補償し打ち消すための入力を発生する外
乱推定補償器を、前記フィードバック回路に設けたこと
を特徴とする振動試験機における外乱の影響補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130696A JPH10318879A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 振動試験機における外乱の影響補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9130696A JPH10318879A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 振動試験機における外乱の影響補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10318879A true JPH10318879A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=15040442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9130696A Pending JPH10318879A (ja) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | 振動試験機における外乱の影響補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10318879A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1311170C (zh) * | 2003-01-09 | 2007-04-18 | 株式会社东芝 | 具有异常检测功能的伺服阀控制装置与伺服阀控制系统 |
| CN105424303A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-23 | 武汉理工大学 | 带有环境振动补偿功能的机械设备振动检测系统及方法 |
| CN112157782A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-01 | 福建泉工股份有限公司 | 自校正同步振动装置及其振动台同步校正方法 |
| CN114779629A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-07-22 | 大连海事大学 | 一种六自由度电液运动平台的高频干扰力补偿方法 |
| CN114810732A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-07-29 | 大连海事大学 | 一种两自由度电液运动平台的高频干扰力补偿方法 |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP9130696A patent/JPH10318879A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1311170C (zh) * | 2003-01-09 | 2007-04-18 | 株式会社东芝 | 具有异常检测功能的伺服阀控制装置与伺服阀控制系统 |
| CN105424303A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-03-23 | 武汉理工大学 | 带有环境振动补偿功能的机械设备振动检测系统及方法 |
| CN112157782A (zh) * | 2020-09-29 | 2021-01-01 | 福建泉工股份有限公司 | 自校正同步振动装置及其振动台同步校正方法 |
| CN114779629A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-07-22 | 大连海事大学 | 一种六自由度电液运动平台的高频干扰力补偿方法 |
| CN114810732A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-07-29 | 大连海事大学 | 一种两自由度电液运动平台的高频干扰力补偿方法 |
| CN114779629B (zh) * | 2022-03-17 | 2024-05-24 | 大连海事大学 | 一种六自由度电液运动平台的高频干扰力补偿方法 |
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