JPH10318879A - Compensation apparatus for influence of disturbance in vibration testing machine - Google Patents
Compensation apparatus for influence of disturbance in vibration testing machineInfo
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- 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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- disturbance
- acceleration
- signal
- feedback
- displacement
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- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
【0001】[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。The present invention relates to a vibration device for a vibration table.
【0002】[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。2. Description of the Related Art The prior art is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 49-115568.
JP-A No. 1993-2009, the "compensation device for load effects in a vibration tester" detects the differential pressure between the oil chambers at both ends of the cylinder that drives the shaking table, which is one of the vibration test devices, and adds this to the conventional feedback circuit. The influence of the load on the shaking table caused by the load is removed.
【0003】[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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a control circuit for controlling a shaking table by controlling the influence of a fluctuation in load on the shaking table on a shaking table response waveform and the influence of a disturbance applied to the shaking table on a shaking table response waveform. It is eliminated by providing a compensator for estimating and compensating the disturbance inside.
【0004】[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。According to the present invention, a disturbance observer for estimating and compensating for a disturbance is provided in a control circuit for controlling the shaking table.
【0005】[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。FIG. 1 is a control mechanism diagram of a shaking table provided with a disturbance compensator. In FIG. 1, when a target value is applied as a voltage from an excitation signal unit 11, a servo amplifier 12 including adders 7, 8 and an amplifier 6 converts and amplifies the voltage into a current, and the current is supplied to a servo valve 3. Supplied.
The servo valve 3 supplies the pressurized oil from the hydraulic source to the vibrator 2 by the current, and vibrates the table 1 by displacing the vibrator 2.
【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。On the other hand, the acceleration of the table 1 detected by the acceleration detector 5 and the speed obtained by integrating and converting the acceleration by the feedback control device 9 including the integrator 13, the acceleration clock 14 and the displacement meter 15 are respectively shown. The voltage signal is fed back to the adder 7.
【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。When a disturbance d is applied to the table 1, an acceleration signal is detected by the acceleration detector 5 and sent to a disturbance observer 10 as an acceleration signal. The disturbance observer 10 compares the acceleration signal with a deviation caused by the excitation signal unit 11 and the feedback signal, and cancels the influence of the disturbance on the servo valve 3 by superimposing a signal for canceling the disturbance on the adder 8. A signal is added.
【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。[0008] A disturbance observer is configured for a vibrating table in which the rigidity of the joint in the vibrator is sufficiently large and the displacement Za of the vibrator is assumed to be equal to the table displacement. The equation of motion of the shaking table is given by Equation 1 to Equation 5.
【0009】入力信号11とサーボアンプ6の電流との
関係式Relational expression between input signal 11 and current of servo amplifier 6
【0010】[0010]
【数1】 i=Kamp・e …(数1)[ Equation 1] i = K amp · e ( Equation 1)
【0011】[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[Number 2] e = r-K adv · z a ... ( Equation 2) wherein the linearized pressure-flow characteristics of the servo valve 3 by the operating point near
【0012】[0012]
【数3】 q=Ksq・i−Csl・pm …(数3) 油の圧縮性を無視した連続の式Equation 3] q = K sq · i-C sl · p m ... ( Equation 3) continuity equation which ignores the compressibility of the oil
【0013】[0013]
【数4】 (Equation 4)
【0014】加振機2(或いはテーブル1)の運動方程
式Equation of motion of shaker 2 (or table 1)
【0015】[0015]
【数5】 (Equation 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。[0016] Here, e: Deviation Input r: Input signal [V] K adv: vibrator feedback gain [V / m] z a: shaker displacement [m] i: output current of the servo amplifier [mA ] Kamp : Servo amplifier gain [mA / V] q: Servo valve flow rate [m 3 / s] K sq : Servo valve flow rate gain [m 3 / (mA · s)] C sl : Servo valve leak flow rate coefficient [m 3 / (Pa · s )] p sm: differential pressure [Pa] a a · (dz a / dt) = a a · v a: wherein the vibrator flow [m 3
/ S] A s: shakers piston pressure receiving area [m 2] (dz a / dt) = v a: shakers piston speed [m / s] M: vibrators movable part mass [kg] (d 2 z a / dt 2 ): The acceleration of the shaker [m / s 2 ].
【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。When the equations (1) to (5) are put together, a block diagram of the control object in FIG. 2 is obtained.
【0018】図2の破線内を制御対象とし、数6が成り
立つ。The inside of the broken line in FIG.
【0019】[0019]
【数6】 (Equation 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。As a first embodiment, a disturbance observer based on displacement feedback is constructed.
【0021】数6から外乱の推定値d0 を導出するとDeriving the estimated value d 0 of the disturbance from Equation 6
【0022】[0022]
【数7】 (Equation 7)
【0023】を得る。数7にフィルタを挿入し、次式を
得る。Is obtained. By inserting a filter into Equation 7, the following equation is obtained.
【0024】[0024]
【数8】 (Equation 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。Ω 0 in Equation 8 represents a band of disturbance suppression by the disturbance observer.
【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。FIG. 3 is a block diagram of a disturbance compensator for removing the influence of disturbance by feedback of displacement. FIG.
FIG. 9 shows a simulation result of a response of the shaking table to a step disturbance as a first embodiment. FIG. 5 shows a simulation result of a response of the shaking table to a frequency disturbance as a first embodiment.
【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As a second embodiment, a disturbance observer based on acceleration feedback is constructed. Transforming equation 7
【0028】[0028]
【数9】 (Equation 9)
【0029】を得る。数9から外乱オブザーバを構成す
るとIs obtained. When constructing a disturbance observer from Equation 9,
【0030】[0030]
【数10】 (Equation 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。## EQU1 ## FIG. 6 shows a block diagram of a disturbance compensator for removing the influence of disturbance by feedback of acceleration. FIG. 7 shows a simulation result of a response of the shaking table to a step disturbance as a second embodiment. FIG. 8 shows a simulation result of a response of the shaking table to frequency disturbance as a second embodiment.
【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As a third embodiment, a disturbance observer based on acceleration and displacement feedback is constructed. Transforming equation 7
【0033】[0033]
【数11】 [Equation 11]
【0034】を得る。数11から外乱オブザーバを構成
するとIs obtained. When constructing a disturbance observer from Equation 11,
【0035】[0035]
【数12】 (Equation 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。## EQU1 ## FIG. 9 is a block diagram of a disturbance compensator for removing the influence of disturbance by feedback of acceleration and displacement. FIG. 10 shows a simulation result of a response of the shaking table to a step disturbance as a third embodiment. FIG. 11 shows a simulation result of a response of the shaking table to frequency disturbance as a third embodiment.
【0037】[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。According to the present invention, by providing a disturbance compensator for compensating disturbance in a control circuit for controlling a shaking table, the influence of disturbance generated during a vibration test can be eliminated. 4, 5, 7, 8, 10, and 11 also show that the disturbance observer can compensate for the influence of the disturbance.
【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。FIG. 1 is a control mechanism diagram of a vibration table including a disturbance compensator in a vibration device of the present invention.
【図2】制御対象のブロック線図。FIG. 2 is a block diagram of a control target.
【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。FIG. 3 is a block diagram of a disturbance compensator that removes the influence of disturbance by feedback of displacement.
【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。FIG. 4 is a characteristic diagram of a step disturbance simulation according to the first embodiment of the present invention.
【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。FIG. 5 is a characteristic diagram of a frequency disturbance simulation according to the first embodiment of the present invention.
【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。FIG. 6 is a block diagram of a disturbance compensator that removes the influence of disturbance by feedback of acceleration.
【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。FIG. 7 is a characteristic diagram of a step disturbance simulation according to the second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 8 is a characteristic diagram of a frequency disturbance simulation according to the second embodiment of the present invention.
【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。FIG. 9 is a block diagram of a disturbance compensator that removes the influence of disturbance by feedback of acceleration and displacement.
【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。FIG. 10 is a characteristic diagram of a step disturbance simulation according to the third embodiment of the present invention.
【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。FIG. 11 is a characteristic diagram of a frequency disturbance simulation according to the third embodiment of the present invention.
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。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Table 2 ... Exciter, 3 ... Servo valve, 4 ... Displacement detector, 5 ... Acceleration detector, 6 ... Amplifier, 7, 8 ... Adder, 9 ... Feedback control device, 10 ... Disturbance observer, 11 ... Excitation signal device, 12 servo amplifier, 13 integrator, 14 accelerometer, 15 displacement meter, d disturbance.
───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Masato Kobayashi 502, Kandachicho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Pref.
Claims (1)
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。1. A cylinder for driving a shaking table, a servo valve for controlling pressure oil supplied to the cylinder, an excitation signal generator for transmitting a target value corresponding to a displacement of the shaking table as a voltage signal, A feedback circuit having a shaking table displacement detector and an acceleration detector for converting the feedback element of the table displacement, velocity, and acceleration into a voltage and feeding it back;
An electro-hydraulic comprising an adder for calculating a difference between voltage signals from the signal generator and the feedback circuit and detecting a deviation, and an amplifier for amplifying the deviation signal from the adder and adding the amplified signal to a servo valve. In a vibration testing machine equipped with a servo mechanism, a disturbance estimation compensator that generates an input for compensating and canceling a disturbance applied to a vibration table by displacement feedback is provided in the feedback circuit. For compensating for disturbance in the vehicle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9130696A JPH10318879A (en) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Compensation apparatus for influence of disturbance in vibration testing machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9130696A JPH10318879A (en) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Compensation apparatus for influence of disturbance in vibration testing machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10318879A true JPH10318879A (en) | 1998-12-04 |
Family
ID=15040442
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9130696A Pending JPH10318879A (en) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Compensation apparatus for influence of disturbance in vibration testing machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10318879A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1311170C (en) * | 2003-01-09 | 2007-04-18 | 株式会社东芝 | Servo valve controller with abnormal detection sunction and servo valve control system |
CN105424303A (en) * | 2015-11-16 | 2016-03-23 | 武汉理工大学 | Mechanical equipment vibration detection system with environmental vibration compensation function and vibration detection method |
CN112157782A (en) * | 2020-09-29 | 2021-01-01 | 福建泉工股份有限公司 | Self-correcting synchronous vibration device and synchronous correction method of vibration table thereof |
CN114779629A (en) * | 2022-03-17 | 2022-07-22 | 大连海事大学 | High-frequency interference force compensation method for six-degree-of-freedom electro-hydraulic motion platform |
-
1997
- 1997-05-21 JP JP9130696A patent/JPH10318879A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1311170C (en) * | 2003-01-09 | 2007-04-18 | 株式会社东芝 | Servo valve controller with abnormal detection sunction and servo valve control system |
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CN114779629A (en) * | 2022-03-17 | 2022-07-22 | 大连海事大学 | High-frequency interference force compensation method for six-degree-of-freedom electro-hydraulic motion platform |
CN114779629B (en) * | 2022-03-17 | 2024-05-24 | 大连海事大学 | High-frequency interference force compensation method for six-degree-of-freedom electrohydraulic motion platform |
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