JP6039918B2 - 試験装置および試験装置の制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、金属材料、樹脂材料、複合材料などの材料について、また、自動車部品などの機械部品について、また、これらの完成品について行われる、疲労試験、耐久試験、特性試験などの各種の試験のための試験装置および試験装置の制御方法に関する。
従来、試験装置として、例えば、金属材料、樹脂材料、複合材料などの材料について、また、自動車部品（駆動系や足回りの金属部品やゴム部品、ショックアブソーバなど）などの機械部品について、これらの自動車完成品などの完成品について、さらに、土木関係（橋桁、橋梁や建物用の免震ゴムなど）の構造物について、材料試験、振動試験、疲労試験、特性試験などを行うための材料試験装置、振動試験装置、疲労試験装置など各種の試験装置がある。
以下、本明細書において、「試験装置」とは、これらの各種の試験を行うための試験装置を包含した意味で用いられる。
ところで、従来のこのような試験装置では、例えば、自動車用のゴムマウント試験機などにおいて、図５に示したように、複数のアクチュエーターを用いて、ゴムなどのテストピースに対して、２方向から力をかけて試験を行っている。
すなわち、図５に示したように、従来の試験装置１００は、上方の固定壁１０２に、回転ジョイント１０４で固定された第１のアクチュエーター１０６を備えている。この第１のアクチュエーター１０６は、ピストン１０８を備えており、このピストン１０８の先端に、回転ジョイント１１０を介して、ブロック１１２が連結されている。
一方、試験装置１００は、同様に、上方の固定壁１０２に対して鉛直な固定壁１１４に、回転ジョイント１１６で固定された第２のアクチュエーター１１８を備えている。この第２のアクチュエーター１１８は、ピストン１２０を備えており、このピストン１２０の先端が、回転ジョイント１２４を介して、ブロック１１２の側方に連結されている。
そして、下方の固定壁１２２と、ブロック１１２との間に、テストピースＳを挟持し、第１のアクチュエーター１０６と第２のアクチュエーター１１８を作動させて、テストピースＳに対して２方向から力をかけて、図示しないセンサーで変位を測定することにより試験を行っている。
ところで、アクチュエーターは、指令信号に対して遅れなどの要素を持つため、実際に測定した値で位相補正を行う必要がある。このため、複数のアクチュエーターを希望する位相差で発振させる場合、これらのセンサー測定値（アクチュエーター位置、テストピースからの反力による発生荷重など）の位相差を検出し、これが指定の位相となるように、アクチュエーター駆動信号の位相をコントロールしていた。
しかしながら、複数のアクチュエーター間で位相を制御する場合、それぞれの位相差を直接比較していたため、同じ周波数でないと基本的に位相制御の実施ができなかった。
このため、複数のアクチュエーターの位相が、両方とも０°となる周期の時にだけ、位相差を検出して位相制御を行う方法がある。
しかしながら、この場合、位相制御周期が長くなってしまい（例えば、１Ｈｚと２／３Ｈｚでは２秒ごと）、さらに、周波数の組み合わせによっては位相がそろわず、位相制御が実施できないことになる。
図６は、このような従来のアクチュエーターの位相が、両方とも０°となる周期の時にだけ、位相差を検出して位相制御を行う方法を説明するグラフ、図７は、そのフローチャートである。
図６は、加振機１（第１のアクチュエーター１０６）と加振機２（第２のアクチュエーター１１８）の周期の比率が４：３の場合の時間とセンサー測定値（例えば、変位）との関係を示すグラフである。
図６に示したように、加振機２を基準とした場合、加振機２では、０を横切る点は、ｔ１であり、ｔ１の時点では、加振機１は、加振機２に対して位相がずれている。すなわち、加振機１では、０を横切る点は、ｔ'１であり、位相がずれている。従って、位相制御は、このｔ１の時点での位相測定後、誤差に基づいて制御出力の位相を前後させることで行う。
そして、次に、加振機２では、０を横切る点は、ｔ２であり、ｔ２の時点では、加振機１は、加振機２に対して再び位相がずれている。すなわち、加振機１では、０を横切る点は、ｔ'２であり、位相がずれている。従って、位相制御は、このｔ２の時点での位相測定後、誤差に基づいて制御出力の位相を前後させることで行う。すなわち、加振機２を基準とした場合、ｔ１〜ｔ２の１２／３＝４周期毎に補正することになる。
なお、出力変化量が大きいとオーバーシュートなどが発生するので、位相制御は、１回では完了しない（１回での補正量＝誤差とはしない）。また、外乱の影響もあるので、補正は常時必要となっている。
このような位相制御は、具体的には、図７のフローチャートのようにして実施される。
すなわち、ステップＳ１０１で、試験が開始され、ステップＳ１０２において、理論上、各加振機の位相が０になる時刻か否かが判断される。そして、ステップＳ１０２において、各加振機の位相が０になる時刻ではない判定がされた場合には、ステップＳ１０２の判定が繰り返される。
一方、ステップＳ１０２において、各加振機の位相が０になる時刻であると判定された場合には、ステップＳ１０３に進み、基準となる加振機と、補正対象の加振機間の位相差を計算する。
そして、ステップＳ１０４において、位相補正量＝−（位相差）×（補正ゲイン）の計算式に基づいて、位相補正量が算出される。なお、ここで、補正ゲインは、システムにおいて設定されており、通常１以下である。
次に、ステップＳ１０５において、加振機への出力信号の位相＝加振機への出力信号の位相＋補正量の計算式に基づいて、加振機への出力信号の位相が算出される。
なお、ここで、出力信号の位相とは下記式でのφである。
出力波形＝振幅値×ＳＩＮ（ωｔ＋φ）
そして、加振機への出力信号の位相が算出され位相制御された後、ステップＳ１０６において、試験が終了した否かが判断され、ステップＳ１０６において試験が終了したと判断された場合には、ステップＳ１０７において、試験終了処理がなされる。
一方、ステップＳ１０６において試験が終了していないと判断された場合には、ステップＳ１０２に戻り、再びステップＳ１０２の判定が繰り返されるようになっている。
なお、ステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理は、加振機が３台以上ある場合には、基準以外の加振機全てに対して同様に実施されるようになっている。
このように、従来の位相制御を行う方法では、周期が短い信号で換算した場合（加振機２の信号）、４周期毎にしか位相検出と制御ができず、位相補正の時間当たりの回数が少ないので時間がかかることになる。
本発明は、このような現状に鑑み、複数のアクチュエーター間で位相を制御する場合において、複数のアクチュエーター間で異なる周波数でも位相制御の実施ができ、しかも、位相制御周期が短く、位相補正の時間当たりの回数が多く、位相制御に時間がかかることがなく、複数のアクチュエーター間の位相制御を理論どおりに制御することが可能で、正確な試験を実施できる試験装置および試験装置の制御方法を提供することを目的とする。
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の試験装置は、
複数のアクチュエーターにより、被試験対象に対して力をかけて試験を行う試験装置であって、
前記複数のアクチュエーターにおいて、各アクチュエーター毎に、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号との位相差を検出し、
前記検出した位相差の値が０になるように、各アクチュエーターの駆動信号の位相周波数信号を制御する制御装置を備え、
前記各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号とがそれぞれ、０になる時点において、位相差を検出するように構成され、
前記位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期毎に実施され、
前記複数のアクチュエーター間の相対位相誤差を修正するように構成したことを特徴とする。
複数のアクチュエーターにより、被試験対象に対して力をかけて試験を行う試験装置であって、
前記複数のアクチュエーターにおいて、各アクチュエーター毎に、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号との位相差を検出し、
前記検出した位相差の値が０になるように、各アクチュエーターの駆動信号の位相周波数信号を制御する制御装置を備え、
前記各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号とがそれぞれ、０になる時点において、位相差を検出するように構成され、
前記位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期毎に実施され、
前記複数のアクチュエーター間の相対位相誤差を修正するように構成したことを特徴とする。
また、本発明の試験装置の制御方法は、
複数のアクチュエーターにより、被試験対象に対して力をかけて試験を行う試験装置の制御方法であって、
前記複数のアクチュエーターにおいて、各アクチュエーター毎に、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号との位相差を検出し、
前記検出した位相差の値が０になるように、各アクチュエーターの駆動信号の位相周波数信号を制御するように構成され、
前記各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号とがそれぞれ、０になる時点において、位相差を検出するように構成され、
前記位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期毎に実施され、
前記複数のアクチュエーター間の相対位相誤差を修正するように構成したことを特徴とする。
複数のアクチュエーターにより、被試験対象に対して力をかけて試験を行う試験装置の制御方法であって、
前記複数のアクチュエーターにおいて、各アクチュエーター毎に、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号との位相差を検出し、
前記検出した位相差の値が０になるように、各アクチュエーターの駆動信号の位相周波数信号を制御するように構成され、
前記各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号とがそれぞれ、０になる時点において、位相差を検出するように構成され、
前記位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期毎に実施され、
前記複数のアクチュエーター間の相対位相誤差を修正するように構成したことを特徴とする。
このように構成することによって、各アクチュエーター毎に、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号との位相差を検出し、検出した位相差の値が０になるように、各アクチュエーターの駆動信号の位相周波数信号を制御するので、複数のアクチュエーター間で位相を制御する場合において、複数のアクチュエーター間で異なる周波数でも位相制御の実施ができる。
また、位相制御周期が短く、位相補正の時間当たりの回数が多く、位相制御に時間がかかることがなく、複数のアクチュエーター間の位相制御を理論どおりに制御することが可能で正確な試験を実施できる。
さらに、複数のアクチュエーター間の相対位相誤差も結果として早く修正され、正確な試験を実施できる。
このように各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号とがそれぞれ、０になる時点において、位相差を検出するので、位相差を検出する位相制御周期を正確に設定できる。
従って、位相制御に時間がかかることがなく、複数のアクチュエーター間の位相制御を理論どおりに制御することが可能で正確な試験を実施できる。
このように位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期毎に実施されるので、位相制御周期が短く、位相補正の時間当たりの回数が多く、位相制御に時間がかかることがなく、複数のアクチュエーター間の位相制御を理論どおりに制御することが可能で正確な試験を実施できる。
また、本発明は、前記位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期分の測定値について、フーリエ積分を行って位相検出を行うことによって実施されるように構成したことを特徴とする。
このように位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期分の測定値について、フーリエ積分を行って位相検出を行うことによって実施されるので、位相制御周期が短く、位相補正の時間当たりの回数が多く、位相制御に時間がかかることがなく、複数のアクチュエーター間の位相制御を理論どおりに制御することが可能で正確な試験を実施できる。
また、このように１周期分の測定値について、フーリエ積分を行って位相検出を行うことによって実施されるので、周波数スイープを行っている場合でも、計算上の波形に対してフーリエ積分を行って位相が算出できるので、位相制御が可能である。
本発明によれば、各アクチュエーター毎に、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号との位相差を検出し、検出した位相差の値が０になるように、各アクチュエーターの駆動信号の位相周波数信号を制御するので、複数のアクチュエーター間で位相を制御する場合において、複数のアクチュエーター間で異なる周波数でも位相制御の実施ができる。
また、位相制御周期が短く、位相補正の時間当たりの回数が多く、位相制御に時間がかかることがなく、複数のアクチュエーター間の位相制御を理論どおりに制御することが可能で正確な試験を実施できる。
さらに、複数のアクチュエーター間の相対位相誤差も結果として早く修正され、正確な試験を実施できる。
以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。
図１は、本発明の試験装置を、複数のアクチュエーターを用いて、ゴムなどのテストピースに対して、２方向から力をかけて試験を行う試験装置に適用した実施例を示す概略図、図２は、本発明の試験装置において、位相差を検出して位相制御を行う方法を説明するグラフ、図３は、図２の位相制御を行う方法を説明するフローチャート、図４は、本発明の試験装置において試験を実施する状態を説明する概略図である。
図１において、符号１０は、全体で本発明の試験装置を示している。
図１に示したように、本発明の試験装置１０は、上方の固定壁１２に、回転ジョイント１４で固定された第１のアクチュエーター１６を備えている。この第１のアクチュエーター１６（加振機１）は、ピストン１８を備えており、このピストン１８の先端に、回転ジョイント２０を介して、ブロック２２が連結されている。
図１に示したように、本発明の試験装置１０は、上方の固定壁１２に、回転ジョイント１４で固定された第１のアクチュエーター１６を備えている。この第１のアクチュエーター１６（加振機１）は、ピストン１８を備えており、このピストン１８の先端に、回転ジョイント２０を介して、ブロック２２が連結されている。
一方、試験装置１０は、同様に、上方の固定壁１２に対して鉛直な固定壁２４に、回転ジョイント２６で固定された第２のアクチュエーター２８（加振機２）を備えている。この第２のアクチュエーター２８は、ピストン３０を備えており、このピストン３０の先端が、回転ジョイント３４を介して、ブロック２２の側方に連結されている。
そして、下方の固定壁３２と、ブロック２２との間に、テストピースＳを挟持し、第１のアクチュエーター１６と第２のアクチュエーター２８を作動させて、被試験対象である、例えば、自動車のゴムマウントなどのテストピースＳに対して２方向から力をかけて、図示しないセンサーで、センサー測定値（例えば、アクチュエーター位置、テストピースからの反力による発生荷重、変位など）を測定することにより試験を行っている。
さらに、このように構成される試験装置１０では、図示しないが、制御装置を備えており、試験に際して、第１のアクチュエーター１６と第２のアクチュエーター２８に対応して、それぞれ目標となる基準の周波数を発振する基準発振器が備えられている。
なお、この基準発振器は、電気、電子的に物理的に基準の周波数を発振する基準発振器の他に、所定のプログラムに基づいて基準の周波数を作成するものであっても良い。
このように構成される試験装置１０では、複数のアクチュエーター間（第１のアクチュエーター１６と第２のアクチュエーター２８の間）で位相を制御する場合には、図２のグラフに基づいて、下記のようにして位相制御が実施される。
すなわち、図２の上側に示したグラフは、第１のアクチュエーター１６、すなわち、この実施例では、加振機１のグラフを示しており、点線は、加振機１の計算上の周波数の波形、すなわち、基準発振器＝目標波形を示している。
そして、実線は、センサーによって測定されたセンサー測定値（例えば、アクチュエーター位置、テストピースからの反力による発生荷重、変位など）の周波数の波形を示している。
例えば、点線に示した加振機１の計算上の周波数の波形において、０になる時点Ｔ１と、実線で示したセンサー測定値の周波数の波形において、０になる時点Ｔ２との位相差を検出して、検出した位相差の値が０になるように、加振機１の駆動信号の位相周波数信号を制御する。
同様にして、次の１周期において、点線に示した加振機１の計算上の周波数の波形において、０になる時点Ｔ３と、実線で示したセンサー測定値の周波数の波形において、０になる時点Ｔ４との位相差を検出して、検出した位相差の値が０になるように、加振機１の駆動信号の位相周波数信号を制御する。
さらに、次の１周期において、点線に示した加振機１の計算上の周波数の波形において、０になる時点Ｔ５と、実線で示したセンサー測定値の周波数の波形において、０になる時点Ｔ６との位相差を検出して、検出した位相差の値が０になるように、加振機１の駆動信号の位相周波数信号を制御する。
このように、１周期毎に繰り返して位相制御が、加振機１について実施される。
同様に、図２の下側に示したグラフは、第２のアクチュエーター２８、すなわち、この実施例では、加振機２のグラフを示しており、点線は、加振機２の計算上の周波数の波形、すなわち、基準発振器＝目標波形を示している。
そして、実線は、センサーによって測定されたセンサー測定値（例えば、アクチュエーター位置、テストピースからの反力による発生荷重、変位など）の周波数の波形を示している。
例えば、点線に示した加振機２の計算上の周波数の波形において、０になる時点Ｔ'１と、実線で示したセンサー測定値の周波数の波形において、０になる時点Ｔ'２との位相差を検出して、検出した位相差の値が０になるように、加振機２の駆動信号の位相周波数信号を制御する。
同様にして、次の１周期において、点線に示した加振機２の計算上の周波数の波形において、０になる時点Ｔ'３と、実線で示したセンサー測定値の周波数の波形において、０になる時点Ｔ'４との位相差を検出して、検出した位相差の値が０になるように、加振機２の駆動信号の位相周波数信号を制御する。
また、次の１周期において、点線に示した加振機２の計算上の周波数の波形において、０になる時点Ｔ'５と、実線で示したセンサー測定値の周波数の波形において、０になる時点Ｔ'６との位相差を検出して、検出した位相差の値が０になるように、加振機２の駆動信号の位相周波数信号を制御する。
さらに、次の１周期において、点線に示した加振機２の計算上の周波数の波形において、０になる時点Ｔ'７と、実線で示したセンサー測定値の周波数の波形において、０になる時点Ｔ'８との位相差を検出して、検出した位相差の値が０になるように、加振機２の駆動信号の位相周波数信号を制御する。
このように、１周期毎に繰り返して位相制御が、加振機２についても実施される。
このように構成することによって、各アクチュエーター毎（この実施例では、第１のアクチュエーター１６と第２のアクチュエーター２８）に、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号との位相差を検出し、検出した位相差の値が０になるように、各アクチュエーターの駆動信号の位相周波数信号を制御している。
従って、複数のアクチュエーター間で位相を制御する場合において、複数のアクチュエーター間で異なる周波数でも位相制御の実施ができる。
また、位相制御周期が短く、位相補正の時間当たりの回数が多く、位相制御に時間がかかることがなく、複数のアクチュエーター間の位相制御を理論どおりに制御することが可能で正確な試験を実施できる。
さらに、複数のアクチュエーター間の相対位相誤差も結果として早く修正され、正確な試験を実施できる。
すなわち、図２のグラフで示したように、位相制御を繰り返すことによって、加振機１の初期の０になる時点Ｔ０と加振機２の初期の０になる時点Ｔ'０との間の相対位置誤差Ｐが、位相制御を繰り返して行うことによって、加振機１のセンサー測定値の周波数の波形において、０になる時点Ｔ６と、加振機２のセンサー測定値の周波数の波形において、０になる時点Ｔ'８との間の相対位置誤差がほとんどなくなっている。
このような位相制御は、具体的には、図３のフローチャートのようにして実施される。
すなわち、ステップＳ１で、試験が開始され、ステップＳ２において、理論上、いずれかの加振機の位相が０になる時刻か否かが判断される。そして、ステップＳ２において、各加振機の位相が０になる時刻ではない判定がされた場合には、ステップＳ２の判定が繰り返される。
一方、ステップＳ２において、各加振機の位相が０になる時刻であると判定された場合には、ステップＳ３に進み、位相が０となる加振機について、計算値（理論値）との位相差を計算する。
そして、ステップＳ４において、位相補正量＝−（位相差）×（補正ゲイン）の計算式に基づいて、位相補正量が算出される。なお、ここで、補正ゲインは、システムにおいて設定されており、通常１以下である。
次に、ステップＳ５において、加振機への出力信号の位相＝加振機への出力信号の位相＋補正量の計算式に基づいて、加振機への出力信号の位相が算出される。
なお、ここで、出力信号の位相とは下記式でのφである。
出力波形＝振幅値×ＳＩＮ（ωｔ＋φ）
そして、加振機への出力信号の位相が算出され位相制御された後、ステップＳ６において、試験が終了した否かが判断され、ステップＳ６において試験が終了したと判断された場合には、ステップＳ７において、試験終了処理がなされる。
一方、ステップＳ６において試験が終了していないと判断された場合には、ステップＳ２に戻り、再びステップＳ２の判定が繰り返されるようになっている。
また、このように構成される本発明の試験装置１０では、例えば、図４に示したように、位相制御に基づいて実際に、例えば、下記のように試験が実施される、
すなわち、図４は、第１のアクチュエーター１６と第２のアクチュエーター２８の周波数が倍違いで、位相差９０°での試験を行う状態を説明する概略図である。
図４では、試験を正弦波で行ったときの位相角を示しており、アクチュエーターのピストンが中間位置にある状態で位相が０°になり、アクチュエーターのピストンが一番突出した状態で位相が９０°、アクチュエーターのピストンが一番引っ込んでいる状態で位相が２７０°になる。
図４（Ａ）では、第１のアクチュエーター１６と第２のアクチュエーター２８とも、いずれも位相が０°で試験を実施している場合、図４（Ｂ）は、第１のアクチュエーター１６の位相が４５°、第２のアクチュエーター２８の位相が９０°、図４（Ｃ）は、第１のアクチュエーター１６の位相が９０°、第２のアクチュエーター２８の位相が１８０°、図４（Ｄ）は、第１のアクチュエーター１６の位相が１３５°、第２のアクチュエーター２８の位相が２７０°において、試験を実施している場合を示している。
なお、本発明では、１周期分の測定値について、フーリエ積分を行って位相検出を行うことによって実施されるので、周波数スイープを行っている場合でも、計算上の波形に対してフーリエ積分を行って位相が算出できるので、位相制御が可能である。この場合、スイープ時の位相差検出には、特許文献１（特許第４７００４８５号公報）に開示されるような手法を使用して、フーリエ積分を行って位相差検出を行えばよい。
すなわち、スイープ波発生器において、スイープ波のサンプルデータｆｓｉｎと、スイープ波と位相が９０°異なる波形のサンプルデータｆｃｏｓと、各サンプリングタイミングにおける位相の変化量のデーターΔθを生成し、テストピースＳにスイープ波ｆｓｉｎが印加する。
そして、テストピースＳから出力される応答波のサンプルデータｆｏと、スイープ波発生器から出力される各データーを、演算装置に入力して、ｆｏ×ｆｓｉｎ×Δθとｆｏ×ｆｃｏｓ×Δθを、１／２周期の正の整数倍の期間積算した値Ｆｓ、Ｆｃに基づいて、応答波ｆｏの振幅Ａ、位相差δを算出するようにすればよい。
なお、前述したように、本発明の試験装置１０は、試験装置として、例えば、金属材料、樹脂材料、複合材料などの材料について、また、自動車部品（駆動系や足回りの金属部品やゴム部品、ショックアブソーバなど）などの機械部品について、これらの自動車完成品などの完成品について、さらに、土木関係（橋桁、橋梁や建物用の免震ゴムなど）の構造物について、材料試験、振動試験、疲労試験、特性試験などを行うための材料試験装置、振動試験装置、疲労試験装置など各種の試験装置に適用することが可能である。
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、複数のアクチュエーターとして、２つのアクチュエーター１６、２８について説明したが、３つ以上の複数のアクチュエーターを用いる場合にも適用することが可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
本発明は、例えば、金属材料、樹脂材料、複合材料などの材料について、また、自動車部品などの機械部品について、また、これらの完成品について行われる、疲労試験、耐久試験、特性試験などの各種の試験のための試験装置に適用することができる。
１０ 試験装置
１２ 固定壁
１４ 回転ジョイント
１６ アクチュエーター
１８ ピストン
２０ 回転ジョイント
２２ ブロック
２４ 固定壁
２６ 回転ジョイント
２８ アクチュエーター
３０ ピストン
３２ 固定壁
３４ 回転ジョイント
１００ 試験装置
１０２ 固定壁
１０２ ステップ
１０４ 回転ジョイント
１０６ アクチュエーター
１０８ ピストン
１１０ 回転ジョイント
１１２ ブロック
１１４ 固定壁
１１６ 回転ジョイント
１１８ アクチュエーター
１２０ ピストン
１２２ 固定壁
１２４ 回転ジョイント
１２ 固定壁
１４ 回転ジョイント
１６ アクチュエーター
１８ ピストン
２０ 回転ジョイント
２２ ブロック
２４ 固定壁
２６ 回転ジョイント
２８ アクチュエーター
３０ ピストン
３２ 固定壁
３４ 回転ジョイント
１００ 試験装置
１０２ 固定壁
１０２ ステップ
１０４ 回転ジョイント
１０６ アクチュエーター
１０８ ピストン
１１０ 回転ジョイント
１１２ ブロック
１１４ 固定壁
１１６ 回転ジョイント
１１８ アクチュエーター
１２０ ピストン
１２２ 固定壁
１２４ 回転ジョイント
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- 複数のアクチュエーターにより、被試験対象に対して力をかけて試験を行う試験装置であって、
前記複数のアクチュエーターにおいて、各アクチュエーター毎に、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号との位相差を検出し、
前記検出した位相差の値が０になるように、各アクチュエーターの駆動信号の位相周波数信号を制御する制御装置を備え、
前記各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号とがそれぞれ、０になる時点において、位相差を検出するように構成され、
前記位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期毎に実施され、
前記複数のアクチュエーター間の相対位相誤差を修正するように構成したことを特徴とする試験装置。 - 前記位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期分の測定値について、フーリエ積分を行って位相検出を行うことによって実施されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の試験装置。
- 複数のアクチュエーターにより、被試験対象に対して力をかけて試験を行う試験装置の制御方法であって、
前記複数のアクチュエーターにおいて、各アクチュエーター毎に、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号との位相差を検出し、
前記検出した位相差の値が０になるように、各アクチュエーターの駆動信号の位相周波数信号を制御するように構成され、
前記各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号とがそれぞれ、０になる時点において、位相差を検出するように構成され、
前記位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期毎に実施され、
前記複数のアクチュエーター間の相対位相誤差を修正するように構成したことを特徴とする試験装置の制御方法。 - 前記位相差の検出が、各アクチュエーターに対応したセンサー測定値の周波数信号と、各アクチュエーターに対応した基準発振器の周波数信号のそれぞれ１周期分の測定値について、フーリエ積分を行って位相検出を行うことによって実施されるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の試験装置の制御方法。
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