JP5197221B2 - Fluid pressure actuator testing equipment - Google Patents

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Description

本発明は、流体圧アクチュエータに負荷を加えて試験を行う試験装置に関するものである。   The present invention relates to a test apparatus that performs a test by applying a load to a fluid pressure actuator.

試験対象である試験体の試験を行う装置として、特許文献１には、試験体に模擬負荷を加える油圧モータを備え、油圧モータには、油圧供給源から流量制御弁を介して作動油が供給される装置が開示されている。   As a device for testing a test specimen that is a test object, Patent Document 1 includes a hydraulic motor that applies a simulated load to the specimen, and hydraulic oil is supplied to the hydraulic motor from a hydraulic supply source via a flow control valve. An apparatus is disclosed.

流量制御弁は、負荷力設定器からの負荷力指令値と負荷力検出装置からの負荷力検出値との偏差に基づいて制御される。
特開平９−２８０２０６号公報 The flow control valve is controlled based on the deviation between the load force command value from the load force setter and the load force detection value from the load force detection device.
JP-A-9-280206

このように、特許文献１に開示の装置は、荷重制御にて駆動される油圧モータによって試験体に模擬負荷を加えるものである。このような装置において、試験体が能動的に作動するアクチュエータである場合には、試験体の作動によって荷重外乱が発生する場合がある。このような場合には、荷重外乱を負荷力検出装置が検出してから試験体に作用する負荷の補正が行われるため、油圧モータが加える模擬負荷には、荷重外乱によってピークが発生してしまい、試験体に加える負荷の模擬を正確に行うことができない。   As described above, the apparatus disclosed in Patent Document 1 applies a simulated load to a specimen by a hydraulic motor driven by load control. In such an apparatus, when the test body is an actuator that operates actively, a load disturbance may occur due to the operation of the test body. In such a case, since the load acting on the specimen is corrected after the load disturbance is detected by the load force detection device, a peak occurs in the simulated load applied by the hydraulic motor due to the load disturbance. The load applied to the specimen cannot be accurately simulated.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、試験体である流体圧アクチュエータに加える負荷の模擬を精度良く行うことが可能な流体圧アクチュエータの試験装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fluid pressure actuator testing apparatus capable of accurately simulating a load applied to a fluid pressure actuator as a test body. To do.

本発明は、試験体としての流体圧アクチュエータに動的模擬負荷を加えて試験を行う流体圧アクチュエータの試験装置であって、前記流体圧アクチュエータに連結され、当該流体圧アクチュエータの変位を制御する負荷用アクチュエータと、前記流体圧アクチュエータに接続された第１及び第２ポートと流体圧供給源との連通を切り換えることによって、前記流体圧アクチュエータの作動を切り換える切換弁と、前記第１及び第２ポートのそれぞれに介装され、通過する作動油に抵抗を付与するオリフィスと、前記流体圧アクチュエータに加える前記動的模擬負荷を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記負荷用アクチュエータの変位によって制御される前記オリフィスでの圧力損失と、前記切換弁の動作によって制御される前記第１及び第２ポートの圧力とに基づいて、前記動的模擬負荷を制御することを特徴とする。 The present invention relates to a fluid pressure actuator test apparatus for performing a test by applying a dynamic simulated load to a fluid pressure actuator as a test body, the load being connected to the fluid pressure actuator and controlling the displacement of the fluid pressure actuator. Actuator, a switching valve for switching the operation of the fluid pressure actuator by switching communication between the fluid pressure supply source and the first and second ports connected to the fluid pressure actuator, and the first and second ports Each of which is provided with an orifice for imparting resistance to the hydraulic fluid passing therethrough , and a control means for controlling the dynamic simulation load applied to the fluid pressure actuator, wherein the control means comprises the load actuator. and the pressure loss at the orifice that is controlled by the displacement, before being controlled by operation of the switching valve Based on the pressure in the first and second ports, and controlling the dynamic simulated load.

本発明は、試験体としての流体圧アクチュエータに加える動的模擬負荷は、流体圧アクチュエータの変位と流体圧アクチュエータの第１及び第２ポートの圧力とに基づいて制御される。つまり、流体圧アクチュエータに加える動的模擬負荷は、負荷用アクチュエータが切換弁による流体圧アクチュエータの作動に同期して流体圧アクチュエータの変位を制御することによって制御される。したがって、本発明によれば、試験体が能動的に作動する流体圧アクチュエータである場合でも、流体圧アクチュエータに加える負荷の模擬を精度良く行うことができる。   In the present invention, the dynamic simulation load applied to the fluid pressure actuator as the test body is controlled based on the displacement of the fluid pressure actuator and the pressures of the first and second ports of the fluid pressure actuator. That is, the dynamic simulated load applied to the fluid pressure actuator is controlled by the load actuator controlling the displacement of the fluid pressure actuator in synchronization with the operation of the fluid pressure actuator by the switching valve. Therefore, according to the present invention, it is possible to accurately simulate the load applied to the fluid pressure actuator even when the test body is a fluid pressure actuator that operates actively.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る流体圧アクチュエータの試験装置１００について説明する。   Hereinafter, a fluid pressure actuator test apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

試験装置１００は、試験体としての流体圧アクチュエータに実際の運用を想定した動的模擬負荷（以下、単に「模擬負荷」と称する）を加えて試験を行う装置であり、本実施の形態では、試験体としての流体圧アクチュエータが作動油（作動流体）の給排によって伸縮する油圧シリンダ１である場合について説明する。   The test apparatus 100 is an apparatus that performs a test by adding a dynamic simulated load (hereinafter simply referred to as “simulated load”) assuming actual operation to a fluid pressure actuator as a test body. The case where the fluid pressure actuator as a test body is the hydraulic cylinder 1 that expands and contracts by supplying and discharging hydraulic oil (working fluid) will be described.

まず、図１を参照して、試験装置１００の構成について説明する。図１は、試験装置１００の構成を示すブロック図である。   First, the configuration of the test apparatus 100 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the test apparatus 100.

油圧シリンダ１は、作動油が封入されたシリンダ本体２と、シリンダ本体２内に進退自在に挿入されたロッド３と、ロッド３の一端に連結されシリンダ本体２の内周に沿って移動するピストン４とを備える。   The hydraulic cylinder 1 includes a cylinder body 2 filled with hydraulic oil, a rod 3 inserted into the cylinder body 2 so as to freely advance and retract, and a piston that is connected to one end of the rod 3 and moves along the inner periphery of the cylinder body 2. 4.

シリンダ本体２の内部は、ピストン４によって反ロッド側油室５ａとロッド側油室５ｂとに画成される。   The inside of the cylinder body 2 is defined by the piston 4 into an anti-rod side oil chamber 5a and a rod side oil chamber 5b.

ロッド３の他端は、シリンダ本体２の外部へと延在し、油圧シリンダ１に作用する荷重を検出する荷重検出器１８を介して負荷用アクチュエータ１０に連結される。   The other end of the rod 3 extends to the outside of the cylinder body 2 and is connected to the load actuator 10 via a load detector 18 that detects a load acting on the hydraulic cylinder 1.

負荷用アクチュエータ１０は、サーボ弁１１によって動作が制御され、油圧シリンダ１の変位を制御する。   The operation of the load actuator 10 is controlled by the servo valve 11 to control the displacement of the hydraulic cylinder 1.

サーボ弁１１には、コントローラ５０の制御パラメータ設定器１６から出力される油圧シリンダ１の目標変位指令である負荷用アクチュエータ１０の目標変位指令が補償器１２及びアンプ１３を経由して入力される。   A target displacement command for the load actuator 10, which is a target displacement command for the hydraulic cylinder 1 output from the control parameter setting unit 16 of the controller 50, is input to the servo valve 11 via the compensator 12 and the amplifier 13.

このように、負荷用アクチュエータ１０は、油圧シリンダ１の変位が目標変位となるように、油圧シリンダ１を変位制御するものである。なお、負荷用アクチュエータ１０は、油圧アクチュエータ又は電動アクチュエータであってもよく、油圧アクチュエータである場合には、サーボ弁１１は油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する制御弁であり、電動アクチュエータである場合には、制御パラメータ設定器１６から出力される油圧シリンダ１の目標変位指令は、補償器１２及びアンプ１３を経由して直接電動アクチュエータに入力される。   Thus, the load actuator 10 controls the displacement of the hydraulic cylinder 1 so that the displacement of the hydraulic cylinder 1 becomes the target displacement. The load actuator 10 may be a hydraulic actuator or an electric actuator. When the load actuator 10 is a hydraulic actuator, the servo valve 11 is a control valve that controls supply / discharge of hydraulic oil to / from the hydraulic actuator. In some cases, the target displacement command of the hydraulic cylinder 1 output from the control parameter setting unit 16 is directly input to the electric actuator via the compensator 12 and the amplifier 13.

コントローラ５０は、試験装置１００の動作を制御するものであり、具体的には、油圧シリンダ１に加える模擬負荷を制御するものである。コントローラ５０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）等を備えたコンピュータで構成される。   The controller 50 controls the operation of the test apparatus 100, and specifically controls a simulated load applied to the hydraulic cylinder 1. The controller 50 includes a computer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), an input / output interface (I / O interface), and the like.

油圧シリンダ１の変位は、変位検出器１４によって検出され比較器１５に入力される。比較器１５では、制御パラメータ設定器１６から入力された油圧シリンダ１の目標変位指令と変位検出器１４から入力された油圧シリンダ１の変位との偏差が演算される。そして、負荷用アクチュエータ１０は、比較器１５にて演算された偏差がゼロとなるように、サーボ弁１１によって制御される。つまり、負荷用アクチュエータ１０は、油圧シリンダ１の目標変位指令と、変位検出器１４によって検出された油圧シリンダ１の変位との偏差に基づいて制御される。   The displacement of the hydraulic cylinder 1 is detected by the displacement detector 14 and input to the comparator 15. The comparator 15 calculates a deviation between the target displacement command of the hydraulic cylinder 1 input from the control parameter setting unit 16 and the displacement of the hydraulic cylinder 1 input from the displacement detector 14. The load actuator 10 is controlled by the servo valve 11 so that the deviation calculated by the comparator 15 becomes zero. That is, the load actuator 10 is controlled based on a deviation between the target displacement command of the hydraulic cylinder 1 and the displacement of the hydraulic cylinder 1 detected by the displacement detector 14.

なお、変位検出器１４を用いたフィードバック制御を行わずに、制御パラメータ設定器１６から出力される油圧シリンダ１の目標変位指令のみによって、油圧シリンダ１の変位を制御するようにしてもよい。   Instead of performing feedback control using the displacement detector 14, the displacement of the hydraulic cylinder 1 may be controlled only by the target displacement command of the hydraulic cylinder 1 output from the control parameter setting unit 16.

油圧シリンダ１の反ロッド側油室５ａ及びロッド側油室５ｂのそれぞれには、第１ポート２１及び第２ポート２２が接続される。油圧供給源２３と第１及び第２ポート２１，２２との間には、油圧供給源２３と第１及び第２ポート２１，２２と連通を切り換える切換弁２４が介装される。   A first port 21 and a second port 22 are connected to the anti-rod side oil chamber 5a and the rod side oil chamber 5b of the hydraulic cylinder 1, respectively. A switching valve 24 for switching communication between the hydraulic pressure supply source 23 and the first and second ports 21 and 22 is interposed between the hydraulic pressure supply source 23 and the first and second ports 21 and 22.

切換弁２４は、２つのソレノイド２４ａ，２４ｂへの励磁、非励磁を切り換えることによって、そのポジションが切り換わる電磁式切換弁である。   The switching valve 24 is an electromagnetic switching valve whose position is switched by switching between excitation and non-excitation of the two solenoids 24a and 24b.

具体的には、制御パラメータ設定器１６からポジション設定指令としてソレノイド２４ａ，２４ｂへ励磁指令が出力されるが、ソレノイド２４ａ，２４ｂが共に非励磁の場合には、切換弁２４は中立ポジションａとなり、第１及び第２ポート２１，２２は、共にタンク２５に接続された戻り通路２７に連通する。   Specifically, an excitation command is output as a position setting command from the control parameter setter 16 to the solenoids 24a and 24b, but when both the solenoids 24a and 24b are not excited, the switching valve 24 is in the neutral position a. Both the first and second ports 21 and 22 communicate with a return passage 27 connected to the tank 25.

また、ソレノイド２４ａが励磁、ソレノイド２４ｂが非励磁の場合には、切換弁２４は、収縮ポジションｂとなり、第１ポート２１は戻り通路２７に連通すると共に、第２ポート２２は油圧供給源２３に接続された供給通路２６に連通する。これにより、反ロッド側油室５ａの作動油はタンク２５に排出されると共に、ロッド側油室５ｂには作動油が供給されるため、油圧シリンダ１は収縮動作する。   When the solenoid 24a is excited and the solenoid 24b is not excited, the switching valve 24 is in the contracted position b, the first port 21 communicates with the return passage 27, and the second port 22 communicates with the hydraulic pressure supply source 23. It communicates with the connected supply passage 26. Accordingly, the hydraulic oil in the anti-rod side oil chamber 5a is discharged to the tank 25 and the hydraulic oil is supplied to the rod side oil chamber 5b, so that the hydraulic cylinder 1 is contracted.

また、ソレノイド２４ａが非励磁、ソレノイド２４ｂが励磁の場合には、切換弁２４は、伸長ポジションｃとなり、第１ポート２１は供給通路２６に連通すると共に、第２ポート２２は戻り通路２７に連通する。これにより、反ロッド側油室５ａには作動油が供給されると共に、ロッド側油室５ｂの作動油はタンク２５に排出されるため、油圧シリンダ１は伸長動作する。   When the solenoid 24a is de-energized and the solenoid 24b is excited, the switching valve 24 is in the extended position c, the first port 21 communicates with the supply passage 26, and the second port 22 communicates with the return passage 27. To do. As a result, hydraulic oil is supplied to the anti-rod side oil chamber 5a and the hydraulic oil in the rod side oil chamber 5b is discharged to the tank 25, so that the hydraulic cylinder 1 is extended.

切換弁２４のソレノイド２４ａ，２４ｂには、制御パラメータ設定器１６から励磁指令が入力される。このように、切換弁２４は、制御パラメータ設定器１６から出力されるポジション設定指令によって動作し、油圧シリンダ１の作動を切り換える。   An excitation command is input from the control parameter setter 16 to the solenoids 24 a and 24 b of the switching valve 24. Thus, the switching valve 24 operates according to the position setting command output from the control parameter setter 16 and switches the operation of the hydraulic cylinder 1.

以上のことから、切換弁２４への励磁指令と第１及び第２ポート２１，２２の圧力との関係は、以下の表１のようになる。ここで、第１及び第２ポート２１，２２の圧力をそれぞれｐe，ｐr、及び供給通路２６の作動油の圧力である供給圧力をＰs、戻り通路２７の作動油の圧力である戻り圧力をＰrとする。 From the above, the relationship between the excitation command to the switching valve 24 and the pressures of the first and second ports 21 and 22 is as shown in Table 1 below. Here, the pressures of the first and second ports 21 and 22 are respectively p e and pr , the supply pressure that is the pressure of the hydraulic oil in the supply passage 26 is P s , and the return that is the pressure of the hydraulic oil in the return passage 27 Let P r be the pressure.

Figure 0005197221
表１に示すように、切換弁２４のソレノイド２４ａ，２４ｂが共に非励磁の場合には、切換弁２４は中立ポジションａとなり、第１及び第２ポート２１，２２は戻り通路２７に連通するため、第１及び第２ポート２１，２２の圧力ｐe，ｐrは、共に戻り圧力Ｐrとなる。
Figure 0005197221
 As shown in Table 1, when both the solenoids 24a and 24b of the switching valve 24 are de-energized, the switching valve 24 is in the neutral position a and the first and second ports 21 and 22 communicate with the return passage 27. , the pressure p e, p r of the first and second ports 21 and 22, are both return pressure P r.

また、ソレノイド２４ａへ励磁指令が出力された場合には、切換弁２４は、収縮ポジションｂとなり、第１ポート２１は戻り通路２７に連通すると共に、第２ポート２２は供給通路２６に連通するため、第１ポート２１の圧力ｐeは戻り圧力Ｐrとなり、第２ポート２２の圧力ｐrは供給圧力Ｐsとなる。 When the excitation command is output to the solenoid 24a, the switching valve 24 is in the contracted position b, the first port 21 communicates with the return passage 27, and the second port 22 communicates with the supply passage 26. , the pressure p e of the first port 21 return pressure P r, and the pressure p r in the second port 22 becomes the supply pressure P s.

また、ソレノイド２４ｂへ励磁指令が出力された場合には、切換弁２４は、伸長ポジションｃとなり、第１ポート２１は供給通路２６に連通すると共に、第２ポート２２は戻り通路２７に連通するため、第１ポート２１の圧力ｐeは供給圧力Ｐsとなり、第２ポート２２の圧力ｐrは戻り圧力Ｐrとなる。 When the excitation command is output to the solenoid 24b, the switching valve 24 is in the extended position c, the first port 21 communicates with the supply passage 26, and the second port 22 communicates with the return passage 27. , the pressure p e of the first port 21 becomes the supply pressure P s, is the return pressure P r pressure p r in the second port 22.

このように、切換弁２４のソレノイド２４ａ，２４ｂへの励磁指令によって、第１及び第２ポート２１，２２の圧力ｐe，ｐrが制御されることになる。 Thus, the solenoid 24a of the switching valve 24, the excitation command to 24b, so that the pressure p e of the first and second ports 21, 22, p r is controlled.

第１ポート２１及び第２ポート２２のそれぞれには、通過する作動油に抵抗を付与するオリフィス２８，２９が介装される。このため、反ロッド側油室５ａ及びロッド側油室５ｂには、油圧シリンダ１の動作中、それぞれオリフィス２８，２９によって減圧された作動油が供給されることになる。なお、ポートに継手を用いる場合には、継手内径の最も小径の箇所がオリフィス２８，２９となり、その他に別途オリフィスを設けてもよい。   Each of the first port 21 and the second port 22 is provided with orifices 28 and 29 that give resistance to the passing hydraulic oil. For this reason, the hydraulic oil decompressed by the orifices 28 and 29 is supplied to the anti-rod side oil chamber 5a and the rod side oil chamber 5b during the operation of the hydraulic cylinder 1, respectively. In the case where a joint is used for the port, the smallest diameter part of the joint inner diameter becomes the orifices 28 and 29, and other orifices may be additionally provided.

試験装置１００は、以上のように構成され、油圧シリンダ１に実際の運用を想定した模擬負荷を加えて油圧シリンダ１の試験を行う。   The test apparatus 100 is configured as described above, and tests the hydraulic cylinder 1 by applying a simulated load assuming actual operation to the hydraulic cylinder 1.

コントローラ５０は、制御パラメータ設定器１６からサーボ弁１１を介して負荷用アクチュエータ１０に対して油圧シリンダ１の目標変位指令を出力すると共に、切換弁２４に対してポジション設定指令である励磁指令を出力することによって、油圧シリンダ１の変位を制御すると共に、第１及び第２ポート２１，２２の圧力ｐe，ｐrを制御して、油圧シリンダ１に加える模擬負荷を制御する。 The controller 50 outputs a target displacement command for the hydraulic cylinder 1 to the load actuator 10 from the control parameter setter 16 via the servo valve 11 and outputs an excitation command as a position setting command to the switching valve 24. by controls the displacement of the hydraulic cylinder 1, the pressure p e of the first and second ports 21 and 22, by controlling the p r, controls the simulated load applied to the hydraulic cylinder 1.

このように、コントローラ５０は、負荷用アクチュエータ１０の変位と同じである油圧シリンダ１の変位と、切換弁２４への励磁指令によって制御される第１及び第２ポート２１，２２の圧力ｐe，ｐrとを制御パラメータとして模擬負荷を制御する。 As described above, the controller 50 detects the pressure p e , the pressures p e , of the first and second ports 21, 22 controlled by the displacement of the hydraulic cylinder 1 that is the same as the displacement of the load actuator 10 and the excitation command to the switching valve 24. controlling a simulated load and p r as a control parameter.

油圧シリンダ１に加える模擬負荷ｆaは、油圧シリンダ１の目標変位ｘtと、第１及び第２ポート２１，２２の圧力ｐe，ｐrとを制御パラメータとする下記（１）式によって演算される。なお、油圧シリンダ１の目標変位ｘtは、油圧シリンダ１の変位ｘとほぼ等価である。 Simulated load f a added to the hydraulic cylinder 1, computing a target displacement x t of the hydraulic cylinder 1, the pressure p e of the first and second ports 21 and 22, by the following equation (1) to the p r control parameter Is done. The target displacement x t of the hydraulic cylinder 1 is substantially equivalent to the displacement x of the hydraulic cylinder 1.

Figure 0005197221
Figure 0005197221

以下に、上記（１）式の算出方法について説明する。   Below, the calculation method of said (1) Formula is demonstrated.

油圧シリンダ１に加える模擬負荷ｆaは、パスカルの原理によって下記（２）式で表され、また、第１及び第２ポート２１，２２のポート流量ｑe，ｑrは、オリフィス２８，２９の絞りによって下記（３）式で表される。 Simulated load f a added to the hydraulic cylinder 1 is represented by the following equation (2) by Pascal's principle, also port flow q e, q r of the first and second ports 21 and 22, the orifice 28, 29 It is expressed by the following formula (3) depending on the aperture.

Figure 0005197221
Figure 0005197221

Figure 0005197221
Figure 0005197221

一方、油圧シリンダ１のピストン速度とポート流量ｑe，ｑrとの関係は、作動油の圧縮効果を無視した連続の式によって下記（４）式で表される。 On the other hand, the relationship between the piston speed of the hydraulic cylinder 1 and the port flow rates q e and q r is expressed by the following equation (4) by a continuous equation that ignores the compression effect of the hydraulic oil.

Figure 0005197221
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（３）式に（４）式を代入し、ポート流量ｑe，ｑrを消去して両辺を２乗すると、下記（５）式が得られる。 By substituting the equation (4) into the equation (3), eliminating the port flow rates q e and q r and squaring both sides, the following equation (5) is obtained.

Figure 0005197221
Figure 0005197221

作動油の圧縮効果を無視すると、下記（６）式が成立するため、これを（５）式に適用して以下の（７）式のように整理する。   If the compression effect of the hydraulic oil is ignored, the following formula (6) is established. Therefore, this is applied to the formula (5) and rearranged as the following formula (7).

Figure 0005197221
Figure 0005197221

Figure 0005197221
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（２）式に（７）式を代入し、反ロッド側油室５ａの圧力ｐe1及びロッド側油室５ｂの圧力ｐr1を消去すると下記（８）式が得られ、（８）式を整理すると上記（１）式が得られる。以上のようにして、（１）式が算出される。 Substituting the equation (7) into the equation (2) and eliminating the pressure p e1 of the anti-rod side oil chamber 5a and the pressure p r1 of the rod side oil chamber 5b, the following equation (8) is obtained. When arranged, the above equation (1) is obtained. As described above, equation (1) is calculated.

Figure 0005197221
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コントローラ５０は、（１）式によって演算された模擬負荷ｆaが実際の運用を想定して予め定められた目標模擬負荷ｆatと一致するように、後述するイテレーション処理５１によって各制御パラメータ（目標変位ｘt，圧力ｐe，ｐr）を設定する。 The controller 50 performs each control parameter (target) by means of an iteration process 51 (to be described later) so that the simulated load f a calculated by the equation (1) matches a target simulated load f at predetermined assuming actual operation. Displacement x t , pressures p e and p r ) are set.

そして、コントローラ５０は、設定した制御パラメータ（目標変位ｘt，圧力ｐe，ｐr）に基づいて、制御パラメータ設定器１６から負荷用アクチュエータ１０に対して油圧シリンダ１の目標変位指令を出力すると共に、切換弁２４に対してポジション設定指令を出力する。 Then, the controller 50 outputs a target displacement command for the hydraulic cylinder 1 from the control parameter setter 16 to the load actuator 10 based on the set control parameters (target displacement x t , pressure p e , pr ). At the same time, a position setting command is output to the switching valve 24.

これにより、負荷用アクチュエータ１０によって油圧シリンダ１の変位ｘが目標変位ｘtと一致するように制御されると共に、切換弁２４によって第１及び第２ポート２１，２２の圧力ｐe，ｐrが制御され、油圧シリンダ１には目標模擬負荷と一致する模擬負荷が加えられる。 Thus, the displacement x of the hydraulic cylinder 1 is controlled so as to coincide with the target displacement x t by the load actuator 10, pressure p e of the first and second ports 21, 22 by the switching valve 24, p r is The simulated load that is controlled and coincides with the target simulated load is applied to the hydraulic cylinder 1.

このように、油圧シリンダ１に加えられる模擬負荷は、負荷用アクチュエータ１０によって制御される油圧シリンダ１の変位ｘと、切換弁２４の動作によって制御される第１及び第２ポート２１，２２の圧力ｐe，ｐrとに基づいて制御される。 Thus, the simulated load applied to the hydraulic cylinder 1 is the displacement x of the hydraulic cylinder 1 controlled by the load actuator 10 and the pressures of the first and second ports 21 and 22 controlled by the operation of the switching valve 24. p e, is controlled on the basis of the p r.

具体的に説明すると、油圧シリンダ１に加えられる模擬負荷は、第１及び第２ポート２１，２２の圧力とオリフィス２８，２９での圧力損失とに依存している。（１）式における右辺第１項が第１及び第２ポート２１，２２の圧力による負荷効果であり、右辺第２項がオリフィス２８，２９での圧力損失による負荷効果である。第１及び第２ポート２１，２２の圧力は、切換弁２４によって制御され、オリフィス２８，２９での圧力損失は、油圧シリンダ１と連結している負荷用アクチュエータ１０の変位によって制御される。したがって、（１）式に基づいて後述するイテレーション処理５１によって設定された制御パラメータ（目標変位ｘt，圧力ｐe，ｐr）を使用することによって、油圧シリンダ１には目標模擬負荷と一致する模擬負荷が加えられる。 More specifically, the simulated load applied to the hydraulic cylinder 1 depends on the pressure at the first and second ports 21 and 22 and the pressure loss at the orifices 28 and 29. In the equation (1), the first term on the right side is the load effect due to the pressure of the first and second ports 21 and 22, and the second term on the right side is the load effect due to the pressure loss at the orifices 28 and 29. The pressure at the first and second ports 21 and 22 is controlled by the switching valve 24, and the pressure loss at the orifices 28 and 29 is controlled by the displacement of the load actuator 10 connected to the hydraulic cylinder 1. Therefore, by using the control parameters (target displacement x t , pressure p e , p r ) set by an iteration process 51 described later based on the equation (1), the hydraulic cylinder 1 matches the target simulated load. A simulated load is applied.

つまり、負荷用アクチュエータ１０が油圧シリンダ１を変位制御すると共に、切換弁２４が第１及び第２ポート２１，２２の圧力を制御することによって、油圧シリンダ１に加えられる模擬負荷が制御される。   That is, the load actuator 10 controls the displacement of the hydraulic cylinder 1 and the switching valve 24 controls the pressures of the first and second ports 21 and 22, thereby controlling the simulated load applied to the hydraulic cylinder 1.

なお、油圧シリンダ１に作用する荷重を検出する荷重検出器１８は、荷重を監視するためだけに用いられ、模擬負荷の制御には用いられない。   Note that the load detector 18 that detects the load acting on the hydraulic cylinder 1 is used only for monitoring the load, and is not used for controlling the simulated load.

次に、図２を参照して、コントローラ５０によって行われるイテレーション処理５１について説明する。図２は、イテレーション処理の手順を示すフローチャートである。   Next, the iteration processing 51 performed by the controller 50 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing the procedure of the iteration process.

まず、ステップ１にて、仮の制御パラメータ（目標変位ｘt，ソレノイド２４ａ，２４ｂへの励磁指令）を設定する。 First, in step 1, provisional control parameters (target displacement x t , excitation command to solenoids 24a and 24b) are set.

次に、ステップ２にて、ステップ１にて設定した仮の制御パラメータ（目標変位ｘt，ソレノイド２４ａ，２４ｂへの励磁指令）を用いて上記（１）式によって模擬負荷ｆaを演算する。 Next, in step 2, calculating a simulated load f a by the above equation (1) using a control parameter of the provisionally set in step 1 (target displacement x t, the solenoid 24a, the excitation command to 24b).

次に、ステップ３にて、ステップ２にて演算した模擬負荷ｆaが予め定められた目標模擬負荷ｆatと一致しているか否かを判定する。 Next, in step 3, it is determined whether the calculated simulated load f a is coincident with predetermined target simulated load f at step 2.

ステップ３にて、模擬負荷ｆaが目標模擬負荷ｆatと一致していないと判定された場合には、ステップ４に進み、制御パラメータ（目標変位ｘt，ソレノイド２４ａ，２４ｂへの励磁指令）の再設定を行った上で、再びステップ２に戻り再設定した仮の制御パラメータ（目標変位ｘt，ソレノイド２４ａ，２４ｂへの励磁指令）を用いて上記（１）式によって模擬負荷ｆaを再演算する。 In step 3, if the simulated load f a is determined not to be equal to the target simulated load f at, the process proceeds to Step 4, the control parameters (target displacement x t, the solenoid 24a, the excitation command to 24b) Then, the simulation load f a is calculated by the above equation (1) using the temporary control parameters (target displacement x t , excitation command to the solenoids 24a and 24b) reset again to step 2. Recalculate.

このように、上記（１）式によって演算した模擬負荷ｆaが目標模擬負荷ｆatと一致するまで、ステップ２〜ステップ４の処理が繰り返される。 Thus, until the simulated load f a which is calculated by the above equation (1) coincides with the target simulated load f at, the process of step 2 step 4 is repeated.

ステップ３にて、模擬負荷ｆaが目標模擬負荷ｆatと一致していると判定された場合には、ステップ５に進み、制御パラメータ（目標変位ｘt，ソレノイド２４ａ，２４ｂへの励磁指令）が決定され、イテレーション処理を終了する。 In step 3, if the simulated load f a is determined to match the target simulated load f at, the process proceeds to step 5, the control parameters (target displacement x t, the solenoid 24a, the excitation command to 24b) Is determined and the iteration process is terminated.

なお、以上のイテレーション処理は、制御パラメータ設定器１６と接続されていないオフラインにて実行される。つまり、試験対象である油圧シリンダ１を実際に動作させて制御パラメータ（変位ｘ，圧力ｐe，ｐr）を決定するものではない。そのため、油圧シリンダ１に余計なストレスを加えることがない。 Note that the above iteration processing is executed off-line that is not connected to the control parameter setting unit 16. That is, the control parameters (displacement x, pressures p e , p r ) are not determined by actually operating the hydraulic cylinder 1 to be tested. Therefore, unnecessary stress is not applied to the hydraulic cylinder 1.

このようにして決定された制御パラメータ（目標変位ｘt，ソレノイド２４ａ，２４ｂへの励磁指令）を基に、制御パラメータ設定器１６から負荷用アクチュエータ１０及び切換弁２４に出力されるポジション設定指令によって、油圧シリンダ１には目標模擬負荷と一致する模擬負荷が加えられる。 Based on the control parameters (target displacement x t , excitation commands to the solenoids 24a and 24b) thus determined, the position setting commands output from the control parameter setting unit 16 to the load actuator 10 and the switching valve 24 are used. A simulated load that matches the target simulated load is applied to the hydraulic cylinder 1.

以上に示す実施の形態によれば以下に示す効果を奏する。   According to the embodiment described above, the following effects are obtained.

試験体としての油圧シリンダ１に加えられる模擬負荷は、油圧シリンダ１の変位ｘと第１及び第２ポート２１，２２の圧力ｐe，ｐrとに基づいて制御される。つまり、模擬負荷は、負荷用アクチュエータ１０が切換弁２４による油圧シリンダ１の作動に同期して油圧シリンダ１の変位を制御することによって制御される。 Simulated load applied to the hydraulic cylinder 1 as the test body, the pressure p e of the displacement x and the first and second ports 21 and 22 of the hydraulic cylinder 1 is controlled based on the p r. That is, the simulated load is controlled by the load actuator 10 controlling the displacement of the hydraulic cylinder 1 in synchronization with the operation of the hydraulic cylinder 1 by the switching valve 24.

このように、模擬負荷は、油圧シリンダ１に作用する荷重を検出し、その検出した荷重を基に制御するものではない。   Thus, the simulated load is not a control that detects the load acting on the hydraulic cylinder 1 and controls it based on the detected load.

したがって、本実施の形態のように、試験体が能動的に作動する油圧シリンダ１であっても、油圧シリンダ１の作動によって発生する荷重外乱によって模擬負荷にピークが発生することが防止され、油圧シリンダ１に加える負荷の模擬を精度良く行うことができる。   Therefore, even in the hydraulic cylinder 1 in which the test body is actively operated as in the present embodiment, it is possible to prevent the simulated load from causing a peak due to the load disturbance generated by the operation of the hydraulic cylinder 1. The load applied to the cylinder 1 can be simulated accurately.

また、負荷用アクチュエータが試験体である油圧シリンダの荷重を制御する従来の試験装置では、試験中、油圧シリンダのストローク中心が次第にずれてしまう場合がある。しかし、本実施の形態における負荷用アクチュエータ１０は、油圧シリンダ１の変位を制御するものであるため、試験中、油圧シリンダ１のストローク中心がずれることがなく、安定した試験を行うことができる。   Further, in the conventional test apparatus in which the load actuator controls the load of the hydraulic cylinder, which is a test body, the stroke center of the hydraulic cylinder may gradually shift during the test. However, since the load actuator 10 in this embodiment controls the displacement of the hydraulic cylinder 1, the stroke center of the hydraulic cylinder 1 is not shifted during the test, and a stable test can be performed.

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

例えば、試験体は油圧モータであってもよく、その場合には、油圧モータに加えられる模擬負荷は、油圧モータの回転角変位と、油圧モータを正転逆転させるために作動油を給排する第１及び第２ポートの圧力とに基づいて制御される。   For example, the test body may be a hydraulic motor. In this case, the simulated load applied to the hydraulic motor supplies and discharges the hydraulic oil to rotate the hydraulic motor in the rotational angle and to rotate the hydraulic motor forward and backward. Control is based on the pressure at the first and second ports.

本発明は、流体圧アクチュエータに負荷を加えて試験を行う試験装置に適用することができる。   The present invention can be applied to a test apparatus that performs a test by applying a load to a fluid pressure actuator.

本発明の実施の形態に係る流体圧アクチュエータの試験装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the testing apparatus of the fluid pressure actuator which concerns on embodiment of this invention. イテレーション処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of an iteration process.

符号の説明Explanation of symbols

１００ 試験装置
１ 油圧シリンダ
４ ピストン
５ａ 反ロッド側油室
５ｂ ロッド側油室
１０ 負荷用アクチュエータ
１４ 変位検出器
１６ 制御パラメータ設定器
２１ 第１ポート
２２ 第２ポート
２３ 油圧供給源
２４ 切換弁
２４ａ，２４ｂ ソレノイド
２５ タンク
２６ 供給通路
２７ 戻り通路
２８，２９ オリフィス
５０ コントローラ
５１ イテレーション処理 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Test apparatus 1 Hydraulic cylinder 4 Piston 5a Anti-rod side oil chamber 5b Rod side oil chamber 10 Load actuator 14 Displacement detector 16 Control parameter setting device 21 1st port 22 2nd port 23 Hydraulic supply source 24 Switching valve 24a, 24b Solenoid 25 Tank 26 Supply passage 27 Return passages 28 and 29 Orifice 50 Controller 51 Iteration processing

Claims (7)

試験体としての流体圧アクチュエータに動的模擬負荷を加えて試験を行う流体圧アクチュエータの試験装置であって、
前記流体圧アクチュエータに連結され、当該流体圧アクチュエータの変位を制御する負荷用アクチュエータと、
前記流体圧アクチュエータに接続された第１及び第２ポートと流体圧供給源との連通を切り換えることによって、前記流体圧アクチュエータの作動を切り換える切換弁と、
前記第１及び第２ポートのそれぞれに介装され、通過する作動油に抵抗を付与するオリフィスと、
前記流体圧アクチュエータに加える前記動的模擬負荷を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記負荷用アクチュエータの変位によって制御される前記オリフィスでの圧力損失と、前記切換弁の動作によって制御される前記第１及び第２ポートの圧力とに基づいて、前記動的模擬負荷を制御することを特徴とする流体圧アクチュエータの試験装置。 A fluid pressure actuator test apparatus for performing a test by applying a dynamic simulated load to a fluid pressure actuator as a test body,
A load actuator connected to the fluid pressure actuator for controlling the displacement of the fluid pressure actuator;
A switching valve for switching the operation of the fluid pressure actuator by switching communication between the first and second ports connected to the fluid pressure actuator and a fluid pressure supply source;
An orifice interposed in each of the first and second ports and imparting resistance to the passing hydraulic fluid;
Control means for controlling the dynamic simulated load applied to the fluid pressure actuator,
The control means performs the dynamic simulation based on the pressure loss at the orifice controlled by the displacement of the load actuator and the pressure at the first and second ports controlled by the operation of the switching valve. A fluid pressure actuator testing apparatus characterized by controlling a load. 前記第１及び第２ポートの圧力は、前記切換弁のポジションを設定することによって制御されることを特徴とする請求項１に記載の流体圧アクチュエータの試験装置。   2. The fluid pressure actuator testing apparatus according to claim 1, wherein pressures of the first and second ports are controlled by setting a position of the switching valve. 3. 前記制御手段は、前記負荷用アクチュエータに対して前記流体圧アクチュエータの目標変位指令を出力すると共に、前記切換弁に対してポジション設定指令を出力することによって、前記動的模擬負荷を制御することを特徴とする請求項２に記載の流体圧アクチュエータの試験装置。   The control means controls the dynamic simulation load by outputting a target displacement command for the fluid pressure actuator to the load actuator and outputting a position setting command to the switching valve. The fluid pressure actuator testing apparatus according to claim 2, wherein: 前記流体圧アクチュエータの変位を検出する変位検出器をさらに備え、
前記負荷用アクチュエータは、前記変位検出器によって検出された変位と、前記流体圧アクチュエータの前記目標変位指令との偏差に基づいて制御されることを特徴とする請求項３に記載の流体圧アクチュエータの試験装置。 A displacement detector for detecting the displacement of the fluid pressure actuator;
4. The fluid pressure actuator according to claim 3, wherein the load actuator is controlled based on a deviation between a displacement detected by the displacement detector and the target displacement command of the fluid pressure actuator. 5. Test equipment. 前記流体圧アクチュエータは、作動流体が封入されたシリンダ本体の内周に沿ってピストンロッドが移動する油圧シリンダであり、
前記制御手段は、前記流体圧アクチュエータの前記動的模擬負荷ｆaを、前記流体圧アクチュエータの変位ｘ、前記第１ポートの圧力ｐe、及び前記第２ポートの圧力ｐrを制御パラメータとする下記数式によって演算することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の流体圧アクチュエータの試験装置。
Figure 0005197221
 The fluid pressure actuator is a hydraulic cylinder in which a piston rod moves along an inner periphery of a cylinder body in which a working fluid is sealed.
Said control means, said dynamic simulated load f a of the hydraulic actuator, the displacement x of the hydraulic actuator, and the first port of the pressure p e, and control parameters pressure p r of the second port The fluid pressure actuator testing device according to claim 1, wherein the fluid pressure actuator is calculated by the following mathematical formula.
Figure 0005197221
 前記演算された前記動的模擬負荷ｆaが予め定められた目標の動的模擬負荷と一致するように、前記各制御パラメータを設定することを特徴とする請求項５に記載の流体圧アクチュエータの試験装置。 The so computed said dynamic simulated load f a match the dynamic simulated load goal predetermined fluid pressure actuator according to claim 5, characterized in that for setting the control parameters Test equipment. 前記動的模擬負荷ｆaの前記演算、及び前記各制御パラメータの設定は、オフラインにて実行されることを特徴とする請求項６に記載の流体圧アクチュエータの試験装置。 It said dynamic simulated load f the calculation of a, and the setting of each control parameter, the test apparatus of hydraulic actuator according to claim 6, characterized in that it is performed off-line.
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