(57)【要約】      （修正有）【課題】繰り返し実験を可能な限り実施することなく、適切な制御パラメータを設定することができる油圧駆動式試験装置を提供する。【解決手段】油圧シリンダ６と油圧ピストン７とを含む油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を調整するサーボバルブ４と、油圧ピストン７の変位を検出する変位検出手段と、油圧シリンダ６の圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、サーボバルブ４を介して、油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を検出する流量検出手段と、油圧アクチュエータを加振するための目標値を生成する加振目標生成装置１と、目標値に基づいて、サーボバルブ４を駆動するための操作量を演算し、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを含むコントローラ２と、を有し、コントローラ２は、フィードフォワード制御の調整パラメータと、油圧アクチュエータの圧油特性と、を紐付けて格納するデータベースを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧油によって駆動し、油圧シリンダと油圧ピストンとを含む油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を調整するサーボバルブと、前記油圧ピストンの変位を検出する変位検出手段と、前記油圧シリンダの圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、前記サーボバルブを介して、前記油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を検出する流量検出手段と、前記油圧アクチュエータを加振するための目標値を生成する加振目標生成装置と、前記目標値に基づいて、前記サーボバルブを駆動するための操作量を演算し、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを含むコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記フィードフォワード制御の調整パラメータと、前記油圧アクチュエータの圧油特性と、を紐付けて格納するデータベースを有することを特徴とする油圧駆動式試験装置。
【請求項２】
前記コントローラは、前記流量検出手段、前記変位検出手段、及び前記圧力検出手段が出力する流量、変位、圧力に基づいて、前記油圧アクチュエータの圧油特性を演算するパラメータ推定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動式試験装置。
【請求項３】
前記コントローラは、前記操作量と前記変位検出手段が出力する変位とに基づいて、前記フィードフォワード制御の調整パラメータを演算するパラメータ推定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動式試験装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記目標値と前記変位検出手段が出力する変位に基づいて操作量を演算するフィードバック演算部と、前記目標値に基づいて操作量を演算するフィードフォワード演算部とを有することを特徴とする請求項１に記載の油圧駆動式試験装置。
【請求項５】
圧油によって駆動し、油圧シリンダと油圧ピストンとを含む油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を調整するサーボバルブと、前記油圧ピストンの変位を検出する変位検出手段と、前記油圧シリンダの圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、前記サーボバルブを介して、前記油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を検出する流量検出手段と、前記油圧アクチュエータを加振するための目標値を生成する加振目標生成装置と、を有する試験装置と、
前記目標値に基づいて、前記サーボバルブを駆動するための操作量を演算し、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを含む演算部と、
前記フィードフォワード制御の調整パラメータと前記油圧アクチュエータの圧油特性とを演算するパラメータ推定手段と、
前記フィードフォワード制御の調整パラメータと前記油圧アクチュエータの圧油特性とを紐付けて格納するデータベースと、
を有することを特徴とする油圧駆動式試験装置。
【請求項６】
前記フィードフォワード制御の調整パラメータと前記油圧アクチュエータの圧油特性とを紐付けて格納するデータベースを情報処理装置に設置し、前記情報処理装置と前記演算部との間をネットワークにて接続することを特徴とする請求項５に記載の油圧駆動式試験装置。
【請求項７】
前記フィードフォワード制御の調整パラメータと前記油圧アクチュエータの圧油特性とを演算するパラメータ推定手段と、前記フィードフォワード制御の調整パラメータと前記油圧アクチュエータの圧油特性とを紐付けて格納するデータベースと、を情報処理装置に設置し、前記情報処理装置と前記演算部との間をネットワークにて接続することを特徴とする請求項５に記載の油圧駆動式試験装置。
【請求項８】
前記フィードフォワード制御の調整パラメータ又は／及び前記油圧アクチュエータの圧油特性が、情報記憶装置に保存され、前記情報記憶装置が前記ネットワークに接続することを特徴とする請求項６または請求項７に記載の油圧駆動式試験装置。
【請求項９】
前記パラメータ推定手段は、演算周期ごとに、演算される圧油特性と保存されている圧油特性とを比較し、演算される圧油特性が、所定演算周期の間、保存されている圧油特性の上限値と下限値との間から外れる場合に、試験装置の異常を通知することを特徴とする請求項５に記載の油圧駆動式試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験対象の駆動に油圧アクチュエータを利用する油圧駆動式試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物の耐震性能を評価するために、構造物の特性を模擬したモデル（以下「供試体」と称して説明する）を加振して評価する試験装置が知られている。こうした試験装置は、地震波形などを再現する必要があるため、応答性や駆動力に優れる油圧アクチュエータが利用される。
【０００３】
こうした試験装置は、ユーザが定めた所定の試験パターン（加速度指令や変位指令）に従って、油圧アクチュエータを駆動し、試験を実施する。
【０００４】
しかし、油圧アクチュエータは、様々な変動要因を有するため、適切な制御パラメータの調整が必要であり、制御パラメータの調整が不適切な場合には、油圧アクチュータの応答が遅延し、所望の試験が実施できない場合がある。そして、こうした制御パラメータの調整は、経験を積んだオペレータ（作業員）が時間をかけて実施する必要がある。
【０００５】
こうした本技術分野の背景技術として、特開２０１２−１８１０５８号公報（特許文献１）がある。この特許文献１には、油圧アクチュエータの動作遅れに起因する弁動作遅れを低減するため、制御装置は、内燃機関のクランク角度を含む目標リフト波形情報、回転数情報及び負荷情報に対応する弁駆動装置の動作特性に基づく動作遅れを補償する補償波形を記憶した補償波形データベースを有し、弁駆動ピストンを駆動しようとする目標リフト波形をドライブ波形として弁駆動ピストンを駆動し、実応答データである内燃機関のクランク角度と、回転数と、弁駆動装置の動作特性に基づく応答振幅減衰から演算した負荷とを取得し、取得した内燃機関のクランク角度、回転数及び負荷を補償波形データベースへ与え、対応する補償波形がある場合には、対応する補償波形を目標リフト波形に加えて補償ドライブ波形を作成し、補償ドライブ波形で弁駆動装置を制御することが記載されている（要約参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１８１０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、対応する補償波形を目標リフト波形に加えて補償ドライブ波形を作成し、補償ドライブ波形で弁駆動装置を制御し、油圧アクチュエータの動作遅れに起因する弁動作遅れを低減することが記載されている。
【０００８】
しかし、特許文献１に記載する制御装置は、クランク角度、回転数及び負荷の３つのパラメータから補償波形データベースが構成されるため、補償波形データベースの構成や対応する補償波形の参照が複雑になる可能性がある。
【０００９】
また、特許文献１に記載する制御装置は、補償波形データベースの構築には、実応答データを取得する必要があるため、繰り返し（イタレーション）実験が必要であり、特に、大型の油圧駆動式試験装置に適用する場合には、油圧駆動式試験装置を駆動するためのエネルギ消費も膨大になる可能性がある。
【００１０】
そこで、本発明は、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを使用すると共に、データベースの構成を簡易化し、繰り返し（イタレーション）実験を可能な限り実施することなく、適切な制御パラメータを設定することができる油圧駆動式試験装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明の油圧駆動式試験装置は、圧油によって駆動し、油圧シリンダと油圧ピストンとを含む油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を調整するサーボバルブと、油圧ピストンの変位を検出する変位検出手段と、油圧シリンダの圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、サーボバルブを介して、油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を検出する流量検出手段と、油圧アクチュエータを加振するための目標値を生成する加振目標生成装置と、目標値に基づいて、サーボバルブを駆動するための操作量を演算し、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを含むコントローラと、を有し、コントローラは、フィードフォワード制御の調整パラメータと、油圧アクチュエータの圧油特性と、を紐付けて格納するデータベースを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを使用すると共に、データベースの構成を簡易化し、繰り返し（イタレーション）実験を可能な限り実施することなく、適切な制御パラメータを設定することができる油圧駆動式試験装置を提供することができる。
【００１３】
なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施例に係る油圧駆動式試験装置の概観図である。
【図２】本実施例に係るコントローラの処理機能を模式的に示すブロック図である。
【図３】本実施例に係るデータベースの構築と本加振実験の実施との流れを示すフローチャート図である。
【図４】実施例２に係る複数の油圧アクチュータを有する油圧駆動式試験装置の概念図である。
【図５】実施例２に係る複数の油圧アクチュータを有するコントローラの処理機能を模式的に示すブロック図である。
【図６】実施例３に係る複数サイトの試験装置から構成されるネットワーク接続型の油圧駆動式試験装置の概念図である。
【図７】実施例４に係る複数サイトの試験装置から構成されるネットワーク接続型の油圧駆動式試験装置の概念図である。
【図８Ａ】油圧駆動式試験装置の不具合発生を示す説明図である。
【図８Ｂ】パラメータ推定手段を使用した油圧駆動式試験装置の不具合発生を判定する動作ロジックを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例を、図面を使用して説明する。なお、同一又は類似の構成には、同一の符号を付し、説明が重複する場合には、その説明を省略する場合がある。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本実施例に関する油圧駆動式試験装置の概観図である。
【００１７】
なお、本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、一つの油圧アクチュータを有する一つの油圧駆動式試験装置であるが、本発明の油圧駆動式試験装置は、一つの油圧アクチュータを有する一つの油圧駆動式試験装置に限定されるものではなく、二つ以上の油圧アクチュータを有する一つの油圧駆動式試験装置や一つ以上の油圧アクチュエータを有する二つ以上の油圧駆動式試験装置にも適用することができる。
【００１８】
本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、加振目標生成装置１、コントローラ（操作量演算部）２、サーボアンプ３、サーボバルブ４、油圧源５、圧油によって駆動し、油圧シリンダ６及び油圧ピストン７を有する油圧アクチュータ、を有する。
【００１９】
また、本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、油圧源５とサーボバルブ４との間に、圧油の温度を検出する温度センサ（Ｓ０１）と、サーボバルブ４と油圧アクチュエータとの間に、サーボバルブ４を介して、油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を検出する流量センサ（Ｓ０２ａ、Ｓ０２ｂ）と、油圧ピストン７の速度を検出する速度センサ（Ｓ０３）と、油圧ピストン７の変位を検出する変位センサ（Ｓ０４）と、油圧シリンダ６の圧油の圧力を検出する圧力センサ（Ｓ０５ａ、Ｓ０５ｂ）と、を有する。
【００２０】
なお、本実施例に記載する試験装置は、油圧駆動式試験装置の一部であり、加振目標生成装置１、サーボアンプ３、サーボバルブ４、油圧源５、油圧シリンダ６及び油圧ピストン７を有する油圧アクチュータ、を有するものであり、少なくとも、サーボバルブ４と油圧アクチュエータとの間に、圧油の流量を検出する流量センサ（Ｓ０２ａ、Ｓ０２ｂ）と、油圧ピストン７の変位を検出する変位センサ（Ｓ０４）と、油圧シリンダ６の圧油の圧力を検出する圧力センサ（Ｓ０５ａ、Ｓ０５ｂ）と、を有するものである。つまり、本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、試験装置とコントローラ２とを有するものである。
【００２１】
加振目標生成装置１は、例えば、地震波形などの、目標とする加振波形を生成する装置であり、例えば、シグナルジェネレータ（信号発生器）などが使用される。なお、加振目標生成装置１にて生成される加振波形は、ユーザが定めた所定の試験パターン（加速度指令や変位指令）であり、目標値である。つまり、加振目標生成装置１は、油圧アクチュエータを加振するための目標値を生成する。
【００２２】
コントローラ２は、加振目標生成装置１にて生成される加振波形（試験パターン）である目標値に基づいて、加振波形（試験パターン）である目標値に沿ってサーボバルブ４を駆動させるための制御演算を実行するものである。そして、コントローラ２は、この目標値に基づいて、サーボバルブ４を駆動するための操作量を演算し、フィードバック制御とフィードフォワード制御とを含む制御指令演算装置２ａとセンサ信号取得装置２ｂとを有する。
【００２３】
そして、コントローラ２は、目標値と変位センサＳ０４が検出する変位（変位検出手段が出力する変位）に基づいて操作量を演算するフィードバック演算部と、目標値に基づいて操作量を演算するフィードフォワード演算部と、を含む演算部を有する。
【００２４】
つまり、コントローラ２は、加振目標生成装置１にて生成される加振波形（試験パターン）である目標値と、温度センサ（Ｓ０１）と、流量センサ（Ｓ０２ａ、Ｓ０２ｂ）と、速度センサ（Ｓ０３）と、変位センサ（Ｓ０４）と、圧力センサ（Ｓ０５ａ、Ｓ０５ｂ）と、が検出するセンサ信号と、に基づいて、サーボバルブ４の操作量を演算する。
【００２５】
なお、サーボバルブ４の操作量を演算する際には、必ずしも、これらセンサが検出する全てのセンサ信号（温度、流量、速度、変位、圧力）を使用する必要はなく、少なくとも流量、変位、圧力を使用する。
【００２６】
本実施例では、例えば、流量センサ（Ｓ０２ａ、Ｓ０２ｂ）、変位センサ（Ｓ０４）、圧力センサ（Ｓ０５ａ、Ｓ０５ｂ）のこれらセンサが検出するセンサ信号を使用しているが、必ずしもこれらセンサが検出するセンサ信号を使用する必要はなく、他のセンサが検出したセンサ信号等から、流量、変位、圧力を演算してもよい。つまり、それぞれ、流量検出手段、変位検出手段、圧力検出手段は、流量センサ、変位センサ、圧力センサに限定されるものではなく、それぞれ流量、圧力、変位を検出、演算できるものであればよい。
【００２７】
センサ信号取得装置２ｂは、温度センサ（Ｓ０１）と、流量センサ（Ｓ０２ａ、Ｓ０２ｂ）と、速度センサ（Ｓ０３）と、変位センサ（Ｓ０４）と、圧力センサ（Ｓ０５ａ、Ｓ０５ｂ）と、が検出するセンサ信号を取得する。
【００２８】
制御指令演算装置２ａは、センサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号と、加振目標生成装置１にて生成される加振波形（試験パターン）である目標値と、に基づいて、サーボバルブ４の操作量を演算する。
【００２９】
サーボアンプ３は、コントローラ２から出力された指令値（電圧値）を、サーボバルブ４を駆動するために操作値（サーボバルブ４の操作量：電流値）に変換し、サーボバルブ４に出力する。
【００３０】
サーボバルブ４は、サーボアンプ３から出力された操作値（サーボバルブ４の操作量：電流値）に基づいて、弁を開閉し、油圧源５から油圧アクチュエータ（油圧シリンダ６および油圧ピストン７）に流入する圧油の流量を調整する。なお、サーボバルブ４と油圧源５との間には、圧油の温度を検出する温度センサＳ０１が設置される。
【００３１】
サーボバルブ４を介して油圧アクチュエータ（油圧シリンダ６および油圧ピストン７）に流入する圧油は、油圧シリンダ６の内部にて、油圧ピストン７を駆動する。例えば、油圧シリンダ６のａ側（図中、左側）に圧油が流入する場合には、油圧ピストン７は左側から右側に駆動し、油圧シリンダ６のｂ側（図中、右側）に圧油が流入する場合には、油圧ピストン７は右側から左側に駆動する。つまり、サーボバルブ４の左右どちらのポートから圧油が供給されるかにより、油圧ピストン７の駆動方向が決定する。
【００３２】
サーボバルブ４から流出した圧油の流量は、ａ側に設置される流量センサＳ０２ａ又はｂ側に設置される流量センサＳ０２ｂにより検出される。油圧ピストン７の駆動方向に応じて、圧油の流通する経路が（ａ側かｂ側かのいずれかに）変化するため、油圧ピストン７の駆動方向により、流量センサＳ０２ａ又は流量センサＳ０２ｂの流量センサが検出するいずれかのセンサ信号を使用するかを、選択することもできる。
【００３３】
なお、サーボバルブ４は、圧油を２方向に流通させる。つまり、圧油を油圧源５から油圧アクチュエータに流通させると共に、圧油を油圧アクチュエータから油圧源５に流通させる、いわゆる２段型（サーボ弁）サーボバルブである。
【００３４】
油圧ピストン７は、カップリング８を介して、テーブル９に接続される。油圧ピストン７が、左右又は前後に駆動することにより、テーブル９も左右又は前後に振動する。そして、テーブル９に供試体（図示なし）を設置し、供試体を加振し、供試体の耐震性能を評価する。
【００３５】
本実施例では、油圧ピストン７に、速度センサＳ０３及び変位センサＳ０４が設置される。しかし、必ずしも速度センサＳ０３と変位センサＳ０４とを設置する必要はなく、いずれか一つでもよい。例えば、変位センサＳ０４のみが設置される場合には、変位センサＳ０４の検出値の微分値を速度として利用すればよく、同様に、速度センサＳ０３のみが設置される場合には、速度センサＳ０３の検出値の積分値を変位として利用すればよい。
【００３６】
また、油圧シリンダ６には、油圧ピストン７の前後圧を検出するための圧力センサ（Ｓ０５ａ、Ｓ０５ｂ）が設置される。例えば、油圧シリンダ６のａ側（図中、左側）に圧油が流入する場合には、油圧ピストン７は左側から右側に駆動するが、圧力センサＳ０５ａは、油圧ピストン７の駆動前の圧油の圧力と油圧ピストン７の駆動後の圧油の圧力とを検出し、油圧シリンダ６のｂ側（図中、右側）に圧油が流入する場合には、油圧ピストン７は右側から左側に駆動するが、圧力センサＳ０５ｂは、油圧ピストン７の駆動前の圧油の圧力と油圧ピストン７の駆動後の圧油の圧力とを検出する。
【００３７】
そして、テーブル９に試験対象である供試体（図示なし）を設置し、加振目標生成装置１にて生成される加振波形（試験パターン）である目標値に基づいて、供試体を加振し、試験対象である供試体の耐震性能を評価する。
【００３８】
図２は、本実施例に関するコントローラの処理機能を模式的に記載するブロック図である。
【００３９】
ここでは、コントローラ２の処理機能について説明する。
【００４０】
制御指令演算装置２ａは、加振目標生成装置１にて生成される目標値ｒ、変位センサＳ０４の検出値（変位：センサ信号）、センサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号（本実施例では、変位、圧力、流量）、に基づいて、操作量ｕを演算する。
【００４１】
なお、本実施例では、目標値ｒとして、変位の次元[m]を使用するが、地震波形などを再現するために利用される加速度の次元[m/s2]を使用してもよい。なお、加速度の次元[m/s2]を、目標値ｒに使用する場合には、この加速度の次元[m/s2]を２回積分し、変位の次元[m]に変換し、使用する。
【００４２】
制御指令演算装置２ａは、フィードバック制御Ｃ０１(以下、「ＦＢ制御」と称して説明する)、フィードフォワード制御Ｃ０２（以下「ＦＦ制御」と称して説明する）、および、データベースＣ０３を有する。
【００４３】
ＦＢ制御Ｃ０１は、目標値rと変位センサＳ０４の検出値（変位：センサ信号）との差を使用し、ＦＢ制御し、操作量ｕを演算する。このＦＢ制御には、例えば、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御が使用される。変位センサＳ０４の検出値（変位：センサ信号）は、実際の油圧アクチュエータ（油圧ピストン７）の変位ｙである。なお、ＦＢ制御Ｃ０１は、ＦＢ制御する機能を有する機能部である。
【００４４】
ＦＦ制御Ｃ０２は、ＦＢ制御Ｃ０１が演算する出力値（ｕ１）に対して、この出力値の変動要因となる外乱を予測し、この出力値を修正する修正値（ｕ２）を演算する。なお、ＦＦ制御Ｃ０２は、ＦＦ制御する機能を有する機能部である。
【００４５】
そして、制御指令演算装置２ａは、ＦＢ制御Ｃ０１が演算する出力値（ｕ１）にＦＦ制御Ｃ０２が演算する修正値（ｕ２）を加算し、操作量ｕ（ｕ１＋ｕ２）を演算する。
【００４６】
ＦＦ制御Ｃ０２には、例えば、参考文献１に記載されるデータ駆動制御を使用して導出される伝達関数（入力を出力に変換する関数であり、初期値を０とした場合、出力信号のラプラス変換と入力信号のラプラス変換との比である）が使用される。
【００４７】
参考文献１：Kaneko, Osamu, Yusuke Yamashina, and Shigeru Yamamoto. "Fictitious reference tuning of the feed-forward controller in a two-degree-of-freedom control system." SICE Journal of Control, Measurement, and System Integration 4.1 (2011): 55-62.
ここで、データ駆動制御について説明する。
【００４８】
現在、制御対象のモデルを使用して制御設計を行うモデルベース制御が使用されている。モデルベース制御は、一般的に、制御対象のモデル（例えば、数式モデル）を立案し、制御対象の実験データを使用し、制御対象のモデルの物理パラメータを同定する。その後、制御対象の実験データにより同定された制御対象のモデルの物理パラメータを反映した制御対象のモデルに基づいて制御設計を行う。
【００４９】
モデルベース制御は、温度依存や経年劣化などにより、物理パラメータが変化するたびに、物理パラメータを同定し直し、更に、その物理パラメータを使用して、制御パラメータの調整が必要である。このため、制御パラメータの調整に時間を要する懸念がある。
【００５０】
一方、データ駆動制御は、実験データを、直接、使用することにより、制御パラメータを適切に調整することができる制御設計手法である。
【００５１】
データ駆動制御に分類されるFRIT(Fictitious reference Iteration Tuning)やERIT(Estimated Response Iterative Tuning)の制御設計手法は、制御パラメータを自動的に調整することができるものである。
【００５２】
本実施例では、こうしたデータ駆動制御を、ＦＢ制御とＦＦ制御とを使用する２自由度制御におけるＦＦ制御に使用する。
【００５３】
例えば、ＦＦ制御を、式（１）の２次遅れ系の伝達関数ＣFF(s)と、事前に設定する場合、実験データを使用して、式（１）の係数であるa1〜a5を最適に調整することができる。なお、ｓはラプラス変換の演算子である。
【００５４】
【数１】
2020134375.tif 000003
【００５５】
なお、式（１)におけるa1〜a5が、制御パラメータであり、ＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）である。そして、データベースＣ０３における「ＦＦ調整（１）」などには、このＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）a1〜a5が格納される。つまり、ＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）を導出するとは、式（１）の「a」を同定することである。
【００５６】
なお、式（１）（例えば、２次遅れ系）の形は、事前に設定されるものであり、制御対象が同一である場合には、式（１）の形も同一である。
【００５７】
このように、本実施例では、データ駆動制御を使用することにより、非熟練のオペレータであっても簡易に制御パラメータを調整することができ、物理パラメータが変化しても、容易に制御パラメータを調整することができる。
【００５８】
また、本実施例は、ＦＢ制御とＦＦ制御とを使用し、ＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）を自動的に調整するものであり、試験装置の挙動が変化する時変システム（動特性を有するシステム）に使用することができる。
【００５９】
なお、データ駆動制御を使用して導出される伝達関数には、入出力データが必要となる。本実施例では、入力データを操作量ｕ、出力データを変位ｙとする。出力データの変位ｙは、変位センサＳ０４の検出値（センサ信号）であり、入力データの操作量ｕは、コントローラ２から出力されるサーボバルブ４の操作量である。
【００６０】
このように、ＦＦ制御Ｃ０２には、伝達関数が使用され、伝達関数の係数（調整パラメータ）はデータベースＣ０３に格納される。
【００６１】
どのような試験条件においても、試験装置の挙動が変化しない場合には、データベースＣ０３には、１回の実験で取得した実験データ（変位ｙや操作量ｕ）に基づいて自動的に調整される伝達関数の係数（調整パラメータ）を、１組、格納すれば十分である。
【００６２】
しかし、試験装置は、油圧源５の油温変化による粘性変化、圧油の空気含有によるキャビテーション、目標値rの振幅など試験装置の運転状態や運転条件により、その挙動が変化する時変システム（動特性を有するシステム）である。
【００６３】
そこで、特定の試験条件の実験で取得した実験データに基づいて自動的に調整される伝達関数の係数（調整パラメータ）を、複数組、データベースＣ０３に格納することにより、より適切な制御パラメータを設定でき、十分な制御特性を達成することができる。
【００６４】
なお、様々な試験条件の実験で取得した実験データに基づいて自動的に調整される伝達関数の係数（調整パラメータ）を、データベースＣ０３に格納することにより、試験装置の運転状態や運転条件が様々に変化した場合であっても、十分な制御性能を達成することができる。
【００６５】
本実施例では、センサ信号取得装置２ｂは、パラメータ推定手段Ｃ０４を有する。これにより、データベースＣ０３の構築のために、様々な試験条件の実験を行う必要がなく、膨大な時間と繰り返し（イタレーション）実験を必要としない。
【００６６】
パラメータ推定手段Ｃ０４は、センサ信号取得装置２ｂにおける１つの機能であり、流量センサＳ０２、変位センサＳ０４、及び圧力センサＳ０５が検出するセンサ信号に基づいて、試験装置（特に、油圧アクチュエータ）の圧油特性（特に、油圧アクチュエータに起因する特性）を演算（推定）する。また、パラメータ推定手段Ｃ０４は、ＦＦ制御Ｃ０２にて使用される伝達関数の係数（調整パラメータ）が、自動的に調整（導出）する。
【００６７】
つまり、パラメータ推定手段Ｃ０４は、試験装置の圧油特性を演算するパラメータ推定部と、ＦＦ制御Ｃ０２にて使用される伝達関数の係数（調整パラメータ）を演算するフィードフォワード算出部と、の２つの機能を有する。
【００６８】
コントローラ２は、流量検出手段、変位検出手段、及び圧力検出手段が出力する流量、変位、圧力に基づいて、油圧アクチュエータの圧油特性を演算するパラメータ推定手段（パラメータ推定部）を有し、操作量ｒと変位検出手段が出力する変位ｙとに基づいて、ＦＦ制御の調整パラメータを演算するパラメータ推定手段（フィードフォワード算出部）を有する。
【００６９】
このように様々な運転状態や運転条件で変化する試験装置の動特性の変化を「圧油特性」という１つのパラメータにまとめることにより、データベースＣ０３の構築や構成を簡易化することができる。
【００７０】
つまり、時々の試験条件の実験で、圧油特性を演算し、この圧油特性が変わらなければ時不変システムとして扱う。このため、たとえ試験条件が相違したとしても、圧油特性が同一であれば、同一の調整パラメータ（伝達関数の係数）を使用する。
【００７１】
このように、ＦＦ制御Ｃ０２の調整パラメータ（図中のＦＦ調整（１）など）と試験装置の圧油特性（図中の特性（１）など）とを紐付けて、データベースＣ０３に格納することにより、データベースの構築が容易になると共に、適切な制御パラメータを設定することができる。
【００７２】
なお、本実施例では、データベースＣ０３に、１０組のデータ（ＦＦ制御Ｃ０２の調整パラメータと試験装置の圧油特性との組み合わせ）が格納されているが、１０組に限定されるものではない。
【００７３】
つまり、コントローラ２は、ＦＦ制御Ｃ０２の調整パラメータ（図中のＦＦ調整（１）など）と試験装置（特に、油圧アクチュエータ）の圧油特性（図中の特性（１）など）とを紐付けて格納するデータベースＣ０３を有する。
【００７４】
このように、本実施例に記載する油圧駆動型試験装置は、ＦＦ制御Ｃ０２にて使用される伝達関数の係数（調整パラメータ）が、自動的に調整されるため、オペレータの技能によらず、誰が作業を実施しても、高性能な制御特性を提供することができる。
【００７５】
また、追従性と外乱抑制とを両立すると共に、繰り返し（イタレーション）実験を可能な限り実施することなく、つまり、繰り返し（イタレーション）実験の回数を削減し、繰り返し（イタレーション）実験に使用されていた膨大な時間を削減し、油圧駆動式試験装置を駆動するためのエネルギ消費も抑制することができる。
【００７６】
図３は、本実施例に係るデータベースの構築と本加振実験の実施との流れを示すフローチャート図である。
【００７７】
ここでは、まず、データベースＣ０３の構築について説明する。
【００７８】
ステップＦｃ０１では、データベースＣ０３にデータ（ＦＦ制御Ｃ０２の調整パラメータと試験装置の圧油特性との組み合わせ）が格納されているか否かを判定する。ステップＦｃ０１は、試験装置の納入直後など、データベースＣ０３にデータが格納されていない場合に使用されるステップである。
【００７９】
データベースＣ０３にデータが格納されていない場合(Yes)には、ステップＦｃ０２に遷移し、データベースＣ０３にデータが格納されている場合(No)には、ステップＦｃ０６に遷移する。
【００８０】
データベースＣ０３にデータが格納されていない場合(Yes)、ステップＦｃ０２では、ＦＢ制御を単独で使用し、実験を実施する。なお、ステップＦｃ０１からステップＦｃ０２への遷移の段階では、ＦＢ制御のゲイン調整は完了しているものとする。ＦＢ制御を単独で使用した実験が完了した後、ステップＦｃ０３へ遷移する。
【００８１】
ステップＦｃ０３では、取得した入出力データ（操作量ｕ及び変位ｙ）を使用して、ＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）を自動調整する。つまり、ＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）を導出する。このＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）の導出は、パラメータ算出手段Ｃ０４のフィードフォワード算出部にて実行される。ＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）の導出が完了した後、ステップＦｃ０４へ遷移する。
【００８２】
ステップＦｃ０４では、ステップＦｃ０２にて取得した実験データ（流量、圧力、変位）を使用して、試験装置の圧油特性を演算する。試験装置の圧油特性は、パラメータ算出手段Ｃ０４のパラメータ算出部にて実行される。試験装置の圧油特性の演算が完了した後、ステップＦｃ０５へ遷移する。
【００８３】
なお、ステップＦｃ０３とステップＦｃ０４との実行順序は逆であっても良い。
【００８４】
ステップＦｃ０５では、ステップＦｃ０３で自動調整されたＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）、及び、ステップＦｃ０４で演算された試験装置の圧油特性をセットにして、データベースＣ０３に格納し、データベースＣ０３を構築する。なお、セットにして格納する際には、入出力データの変位と実験データの変位とが、同一時刻に、変位センサＳ０４が検出した検出値（センサ信号）であることから、ＦＦ制御の伝達関数の係数（調整パラメータ）と試験装置の圧油特性とが紐付けられる。
【００８５】
次に、本加振実験の実施について説明する。
【００８６】
ステップＦｃ０２〜ステップＦｃ０５が完了すると、データベースＣ０３には少なくとも１組のデータ（ＦＦ制御の調整パラメータと試験装置の圧油特性との組み合わせ）が格納される。このため、これ以降、ステップＦｃ０１でYesの判定がなされることはない。
【００８７】
データベースＣ０３にデータが格納されている場合(No)、ステップＦｃ０６では、試加振を実施する。試加振は、実際の本加振実験に先立って、試験装置を駆動する確認動作である。試加振が完了した後、ステップＦｃ０７へ遷移する。
【００８８】
ステップＦｃ０７では、ステップＦｃ０６にて取得した試加振における実験データ（流量、圧力、変位）を使用して、試験装置の圧油特性を演算する。試験装置の圧油特性の演算が完了した後、ステップＦｃ０８へ遷移する。
【００８９】
ステップＦｃ０８では、データベースＣ０３にデータ（ステップＦｃ０７で演算される試験装置の圧油特性にマッチングする試験装置の圧油特性）が格納されているか否かを判定する。つまり、ステップＦｃ０７で演算される試験装置の圧油特性を使用して、データベースＣ０３に格納されている試験装置の圧油特性から、ステップＦｃ０７で演算された試験装置の圧油特性に、マッチングする試験装置の圧油特性があるか否かを検索（参照）する。
【００９０】
データベースＣ０３に格納されている試験装置の圧油特性（データ）にマッチングするステップＦｃ０７で演算される試験装置の圧油特性がある場合(Yes)には、ステップＦｃ０９に遷移し、データベースＣ０３に格納されている試験装置の圧油特性（データ）にマッチングするステップＦｃ０７で演算される試験装置の圧油特性がない場合(No)には、ステップＦｃ１１に遷移する。
【００９１】
なお、データベースＣ０３に格納されている試験装置の圧油特性とステップＦｃ０７で演算される試験装置の圧油特性とのマッチングにおいて、ステップＦｃ０７で演算される試験装置の圧油特性とデータベースＣ０３に格納されている試験装置の圧油特性とが完全に一致している必要はなく、動特性に大きな変化が無い範囲で、許容範囲の差を設定して参照することができる。
【００９２】
例えば、データベースＣ０３に格納されている試験装置の圧油特性が６０（この試験装置の圧油特性は、正規化され、０〜１００で表現される）であり、許容範囲の差が１０％に設定されている場合には、ステップＦｃ０７で演算される試験装置の圧油特性が５４〜６６（この試験装置の圧油特性も、正規化され、０〜１００で表現される）であれば、これら試験装置の圧油特性は同一である（ステップＦｃ０８にてYes）と判定する。
【００９３】
許容範囲の差を大きくするほど、データベースＣ０３の参照は高速化されるが、ＦＦ制御の調整パラメータの導出に使用した試験条件（入出力データ（操作量ｕ及び変位ｙ））と、試加振における試験条件との間に差が発生するため、制御特性は低下する。一方、許容範囲の差を小さくするほど、制御特性は向上するが、データベースＣ０３の参照が複雑化する。
【００９４】
データベースＣ０３に格納されている試験装置の圧油特性（データ）にマッチングするステップＦｃ０７で演算される試験装置の圧油特性がある場合(Yes)、ステップＦｃ０９では、データベースＣ０３に格納されている、試験装置の圧油特性と紐付けられているＦＦ制御の調整パラメータを設定する。ＦＦ制御の調整パラメータの設定が完了した後、ステップＦｃ１０へ遷移する。
【００９５】
ステップＦｃ１０では、本加振実験を、データベースＣ０３に格納されているＦＦ制御の調整パラメータを使用して、実行する。
【００９６】
データベースＣ０３に格納されている試験装置の圧油特性（データ）にマッチングするステップＦｃ０７で演算される試験装置の圧油特性がない場合(No)、ステップＦｃ１１では、試加振の実施にて取得した入出力データ（操作量ｕ及び変位ｙ）を使用して、ステップＦｃ０３と同様に、ＦＦ制御の調整パラメータを自動調整、つまり、ＦＦ制御の調整パラメータを導出する。ＦＦ制御の調整パラメータの導出が完了した後、ステップＦｃ１２へ遷移する。
【００９７】
ステップＦｃ１２では、ステップＦｃ１１で自動調整されたＦＦ制御の調整パラメータ、及び、ステップＦｃ０７で演算された試験装置の圧油特性をセットにして、データベースＣ０３に格納し、データベースＣ０３を構築する。つまり、データベースＣ０３に、データ（ＦＦ制御の調整パラメータと試験装置の圧油特性との組み合わせ）が格納され、データが追加される。データの追加が完了した後、ステップＦｃ１３へ遷移する。
【００９８】
ステップＦｃ１３では、データベースＣ０３に格納されている、試験装置の圧油特性と紐付けられているＦＦ制御の調整パラメータを設定（選出）する。ＦＦ制御の調整パラメータの設定（選出）が完了した後、ステップＦｃ１０へ遷移する。
【００９９】
ステップＦｃ１０では、本加振実験を、データベースＣ０３に格納されているＦＦ制御の調整パラメータを使用して、実施する。
【０１００】
このように、ステップＦｃ０６〜ステップＦｃ１３が実行されるたびに、データベースＣ０３が拡充され、本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、様々な試験条件において、より最適な制御特性を提供できるようになる。
【０１０１】
本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、ステップＦｃ０８にて、データの有無を最初に確認することにより、ステップＦｃ１１におけるＦＦ制御の調整パラメータの自動調整を省略することができるため、試験の準備時間を短縮することができる。
【０１０２】
ここで、パラメータ推定手段Ｃ０４における圧油特性の演算について説明する。油圧駆動式試験装置の動特性を、例えば、参考文献２の記載に基づいて、式（２）および式（３）を使用して、設定することができる。
【０１０３】
【数２】
2020134375.tif 000004
【０１０４】
【数３】
2020134375.tif 000005
【０１０５】
参考文献２：名古屋工業大学博士論文乙第257号：耐震試験用振動試験機の制御性能向上に関する研究
ここで、Qmはサーボバルブ４から吐出される圧油の流量であり、流量センサＳ０２により検出される。また、流量センサＳ０２が設置できない場合は、サーボバルブ４の動作特性が線形性を有するため、操作量uからQmを推定することができる。このため、流量センサＳ０２により検出されるQmの代わりに、操作量uから推定されるQmを使用してもよい。つまり、サーボ弁流量算出手段としては、流量センサＳ０２に限定されず、操作量uからQmを推定する推定手段であっても良い。
【０１０６】
Ypは油圧ピストン７の変位、Pmは油圧シリンダ６も圧油の圧力であり、それぞれ変位センサＳ０４、圧力センサＳ０５により検出される。これらは時間に応じて変化するパラメータである。なお、ラプラス変換の演算子sによって、微分を表現する。
【０１０７】
Fpはテーブル９から受ける外力である。この外力はロードセル（力を検出するセンサであり、力を電気信号に変換する装置）により、直接、検出することができるが、変位センサＳ０４の検出値や速度センサＳ０３の検出値から演算される加速度から推定することもできる。なお、テーブル９を外した状態で試加振を実施する場合、外力が発生しないため、Fp=0になる。
【０１０８】
Aaは油圧ピストン７の受圧面積、Maは油圧ピストン７の質量であり、試験装置の設計情報を使用することができる。
【０１０９】
Calは油圧シリンダ６の漏れ流量係数、Cafは圧油の粘性抵抗、Kaは油圧アクチュエータの剛性（圧油の圧縮性）に関するパラメータである。これらのパラメータは実測が困難であるため、実験データに基づいて同定する。試験条件に応じて、CafとKaとは大きく変化する。なお、圧油特性は、例えば、CafとKaとに関するものである。つまり、圧油特性とは、油圧アクチュエータに起因する特性であり、油圧シリンダ６と油圧ピストン７との間の摩擦や油圧アクチュエータからの圧油の漏れなどの変動要因により変化するものである。
【０１１０】
例えば、Kaを未知変数とする場合、式（２）および式（３）から次の状態空間モデル式（４）を得ることができる。なお、Vpは油圧ピストン７の速度であり、速度センサＳ０３により検出される。
【０１１１】
【数４】
2020134375.tif 000006
【０１１２】
式（４）の状態空間モデルに対して、カルマンフィルタやオブザーバを構築することにより、Kaが推定できる。Cafを未知変数とする場合も、同様に、Cafが推定できる。
【０１１３】
このように、推定されるKaやCafの少なくとも一つを圧油特性としてデータベースＣ０３に格納し、インデックスとして使用することができる。
【０１１４】
このように、本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、圧油によって駆動し、油圧シリンダ６と油圧ピストン７とを含む油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を調整するサーボバルブ４と、油圧ピストン７の変位を検出する変位検出手段（例えば変位センサ）と、油圧シリンダ６の圧油の圧力を検出する圧力検出手段（例えば圧力センサ）と、サーボバルブ４を介して、油圧アクチュエータに流入する圧油の流量を検出する流量検出手段（例えば流量センサ）と、油圧アクチュエータを加振するための目標値を生成する加振目標生成装置１と、を有する試験装置を有する。
【０１１５】
そして、コントローラ２は、目標値に基づいて、サーボバルブ４を駆動するための操作量を演算し、ＦＢ制御とＦＦ制御とを含む演算部と、ＦＦ制御の調整パラメータと油圧アクチュエータの圧油特性とを演算するパラメータ推定手段Ｃ０４と、ＦＦ制御の調整パラメータと油圧アクチュエータの圧油特性とを紐付けて格納するデータベースＣ０３と、を有する。
【０１１６】
これにより、本実施例では、ＦＢ制御とＦＦ制御とを使用すると共に、データベースの構成を簡易化し、繰り返し（イタレーション）実験を可能な限り実施することなく、適切な制御パラメータを設定することができる油圧駆動式試験装置を提供することができる。
【実施例２】
【０１１７】
実施例１に記載する油圧駆動式試験装置は、油圧アクチュエータが、１つ搭載された試験装置を有するものである。一方、本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、油圧アクチュエータが、２つ搭載された試験装置を有するものである。
【０１１８】
油圧アクチュータを２つ搭載することにより、上下方向（２方向）および左右方向（２方向）の４方向に、上下方向（２方向）および前後方向（２方向）の４方向に、または、左右方向（２方向）および前後方向（２方向）の４方向に、供試体を加振することができる。このように、１つの油圧駆動式試験装置に２つ以上の同型の油圧アクチュエータを設置することにより、複雑に供試体を加振することができる。
【０１１９】
本実施例では、このような２つ以上の同型の油圧アクチュエータを有する油圧駆動式試験装置を説明する。
【０１２０】
図４は、実施例２に係る複数の油圧アクチュータを有する油圧駆動式試験装置の概念図である。
【０１２１】
本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、加振目標生成装置１、コントローラ２、サーボアンプ３Ａおよびサーボアンプ３Ｂ、サーボバルブ４Ａおよびサーボバルブ４Ｂ、油圧源５、油圧シリンダ６Ａ及び油圧ピストン７Ａを有する油圧アクチュータＡおよび油圧シリンダ６Ｂ及び油圧ピストン７Ｂを有する油圧アクチュータＢ、を有する。
【０１２２】
また、本実施例に記載する油圧駆動式試験装置は、サーボバルブ４Ａと油圧アクチュエータＡとの間に、圧油の流量を検出する二つの流量センサ（Ｓ０２Ａ）、サーボバルブ４Ｂと油圧アクチュエータＢとの間に、圧油の流量を検出する二つの流量センサ（Ｓ０２Ｂ）、油圧ピストン７Ａの変位を検出する変位センサ（Ｓ０４Ａ）、油圧シリンダ６Ａの圧油の圧力を検出する二つの圧力センサ（Ｓ０５Ａ）、油圧ピストン７Ｂの変位を検出する変位センサ（Ｓ０４Ｂ）、油圧シリンダ６Ｂの圧油の圧力を検出する二つの圧力センサ（Ｓ０５Ｂ）、を有する。
【０１２３】
なお、図示はしていないが、油圧ピストン７Ａの速度を検出する速度センサ、油圧ピストン７Ｂの速度を検出する速度センサ、油圧源５とサーボバルブ４Ａとの間に設置される圧油の温度を検出する温度センサ、油圧源５とサーボバルブ４Ｂとの間に設置される圧油の温度を検出する温度センサ、を有してもよい。
【０１２４】
コントローラ２は、加振目標生成装置１にて生成される加振波形（試験パターン）である目標値と、流量センサ（Ｓ０２Ａ）、流量センサ（Ｓ０２Ｂ）、変位センサ（Ｓ０４Ａ）、変位センサ（Ｓ０４Ａ）、圧力センサ（Ｓ０５Ａ）、圧力センサ（Ｓ０５Ｂ）、が検出するセンサ信号と、に基づいて、サーボバルブ４Ａおよびサーボバルブ４Ｂの操作量を演算する。
【０１２５】
そして、油圧ピストン７Ａおよび油圧ピストン７Ｂは、カップリング（図示なし）を介して、テーブル（図示なし）に接続される。油圧ピストン７Ａおよび油圧ピストン７Ｂが、加振目標生成装置１にて生成される加振波形（試験パターン）であるそれぞれの目標値に基づいて駆動することにより、テーブルが前後左右等に振動する。そして、テーブルに設置される供試体を前後左右等に加振し、供試体の耐震性能を評価する。
【０１２６】
図５は、実施例２に係る複数の油圧アクチュータを有するコントローラの処理機能を模式的に示すブロック図である。
【０１２７】
ＦＢ制御Ｃ０１ＡおよびＦＦ制御Ｃ０２Ａは、油圧アクチュエータＡ（油圧シリンダ６Ａおよび油圧ピストン７Ａ）、ＦＢ制御Ｃ０１ＢおよびＦＦ制御Ｃ０２Ｂは、油圧アクチュエータＢ（油圧シリンダ６Ｂおよび油圧ピストン７Ｂ）、それぞれを制御するために、それぞれに設置される。
【０１２８】
また、油圧アクチュエータＡと油圧アクチュエータＢとの駆動方向が相違するため、加振目標生成装置１も、それぞれの油圧アクチュエータに対して設置される。つまり、油圧アクチュエータＡに対しては加振目標生成装置１Ａが設置され、目標値ｒＡが出力され、油圧アクチュエータＢに対しては加振目標生成装置１Ｂが設置され、目標値ｒＢが出力される。
【０１２９】
そして、ＦＢ制御Ｃ０１ＡおよびＦＦ制御Ｃ０２Ａは、操作量ｕＡを演算し、ＦＢ制御Ｃ０１ＢおよびＦＦ制御Ｃ０２Ｂは、操作量ｕＢを演算する。油圧アクチュエータＡは操作量ｕＡに基づいて、油圧アクチュエータＢは操作量ｕＢに基づいて、それぞれ駆動する。
【０１３０】
パラメータ推定手段Ｃ０４Ａは、油圧アクチュエータＡに設置される変位センサＳ０４Ａおよび圧力センサＳ０５Ａ、サーボバルブ４Ａと油圧アクチュエータＡとの間に設置される流量センサＳ０２Ａが検出するセンサ信号（変位、圧力、流量）に基づいて、油圧アクチュエータＡの圧油特性を演算する。また、パラメータ推定手段Ｃ０４Ｂは、油圧アクチュエータＢに設置される変位センサＳ０４Ｂおよび圧力センサＳ０５Ｂ、サーボバルブ４Ｂと油圧アクチュエータＢとの間に設置される流量センサＳ０２Ｂが検出するセンサ信号（変位、圧力、流量）に基づいて、油圧アクチュエータＢの圧油特性を演算する。
【０１３１】
なお、パラメータ推定手段Ｃ０４Ａおよびパラメータ推定手段Ｃ０４Ｂでは、入力されるセンサ信号は相違するが、演算方法は同一である。
【０１３２】
データベースＣ０３は、油圧駆動型試験装置に設置される油圧アクチュエータが同型である限り、１つ設置すればよい。このデータベースＣ０３には、パラメータ推定手段Ｃ０４Ａにて演算される油圧アクチュエータＡの圧油特性、および、パラメータ推定手段Ｃ０４Ｂにて演算される油圧アクチュエータＢの圧油特性、が格納される。
【０１３３】
つまり、データベースＣ０３には、試験装置の圧油特性、つまり油圧アクチュエータ（ＡおよびＢ）の圧油特性とＦＦ制御の調整パラメータ（ＦＦ制御の伝達関数の係数）とが、紐付けられて格納される。
【０１３４】
パラメータ推定手段Ｃ０４Ａおよびパラメータ推定手段Ｃ０４Ｂにて演算される圧油特性を使用し、その演算されたそれぞれの圧油特性から、データベースＣ０３に格納されているＦＦ制御の調整パラメータを選出し、油圧アクチュエータＡを制御するＦＦ制御Ｃ０２Ａおよび油圧アクチュエータＢを制御するＦＦ制御Ｃ０２Ｂをそれぞれ変更する。
【０１３５】
このように、異なる油圧アクチュータに対して、共通のデータベースを使用することにより、データベースの拡充を効率的に実施することができる。
【０１３６】
また、共通の環境化であれば、異なるアクチュータであっても、類似の動特性を示すことが多いため、データ駆動制御によるＦＦ制御の調整結果がほぼ同じになることが期待できる。このため、軸ごとに制御調整を実施するよりも、それぞれの軸の調整パラメータを共有することにより、制御調整の時間を短縮することができる。
【０１３７】
なお、異なる型式の油圧アクチュエータが複数混在する試験装置の場合には、型式ごとにデータベースを構築すればよい。
【実施例３】
【０１３８】
本実施例は、遠隔地の複数サイトで動作する試験装置に、本発明の油圧駆動式試験装置の概念を適用するものである。
【０１３９】
図６は、実施例３に係る複数サイトの試験装置から構成されるネットワーク接続型の油圧駆動式試験装置の概念図である。
【０１４０】
複数の各サイト(Ａ、Ｂ、・・・、Ｘ)は、同型の油圧アクチュエータを有する試験装置とコントローラ２とを有する。そして、各サイトは、ネットワークを介して、サーバなどの情報処理装置１０に接続する。
【０１４１】
本実施例に記載する試験装置は、加振目標生成装置、サーボアンプ、サーボバルブ、油圧源、油圧シリンダ及び油圧ピストンを有する油圧アクチュータ、を有する。そして、少なくとも、サーボバルブと油圧アクチュエータとの間に、圧油の流量を検出する流量センサと、油圧ピストンの変位を検出する変位センサと、油圧シリンダの圧油の圧力を検出する圧力センサと、を有する。
【０１４２】
また、本実施例に記載するコントローラ２は、加振目標生成装置にて生成される加振波形（試験パターン）である目標値に基づいて、加振波形（試験パターン）である目標値に基づいてサーボバルブを駆動させるための制御演算を実行するものであり、制御指令演算装置２ａとセンサ信号取得装置２ｂとを有する。
【０１４３】
制御指令演算装置２ａは、加振目標生成装置にて生成される目標値、変位センサの検出値（変位：センサ信号）、センサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号（本実施例では、変位、圧力、流量）、に基づいて、操作量を演算する。制御指令演算装置２ａは、ＦＢ制御Ｃ０１、ＦＦ制御Ｃ０２を有する。
【０１４４】
そして、情報処理装置１０は、データベースＣ０３を有する。
【０１４５】
つまり、各サイトは、センサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号（本実施例では、変位、圧力、流量）に基づいて、センサ信号取得装置２ｂのパラメータ推定手段Ｃ０４Ａにて演算される油圧アクチュエータの圧油特性を、ネットワークを介して、情報処理装置１０のデータベースＣ０３にアップロードすることができる。
【０１４６】
さらに、各サイトは、制御指令演算装置２ａが演算する操作量と、センサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号（変位：変位センサの検出値）と、に基づいて、センサ信号取得装置２ｂのパラメータ推定手段Ｃ０４Ａにて演算されるＦＦ制御の調整パラメータを、ネットワークを介して、情報処理装置１０のデータベースＣ０３にアップロードすることができる。
【０１４７】
これら油圧アクチュエータの圧油特性とＦＦ制御の調整パラメータとが関連付けられ、情報処理装置１０は、データベースＣ０３を構築する。そして、ネットワークを介して、入力される油圧アクチュエータの圧油特性に基づいて、関連するＦＦ制御の調整パラメータを出力する。
【０１４８】
なお、各サイトのコントローラ２が、ネットワークに接続されていない場合には、センサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号や、演算される油圧アクチュエータの圧油特性およびＦＦ制御の調整パラメータを、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリやＨＤＤ（hard disk drive）などの情報記憶装置に保存し、この情報記憶装置をネットワークに接続できるパソコンやタブレットなどの情報処理端末に接続し、情報処理装置１０のデータベースＣ０３にアップロードすることができる。
【０１４９】
また、各サイトの試験装置に搭載される油圧アクチュエータが同型であれば、各サイトの試験装置（油圧アクチュエータ）の駆動軸の本数は同一である必要はない。例えば、サイトＡの試験装置が図２に示すような１軸の試験装置（図２参照）であり、サイトＢの試験装置が図６に示すような２軸の試験装置であっても良い。
【０１５０】
このようなネットワーク接続型の試験装置は、各サイトにて演算されるデータベース情報（油圧アクチュエータの圧油特性およびＦＦ制御の調整パラメータ）を、情報処理装置１０にて統合し、管理することができる。各サイトでは、各サイトのコントローラ２にて演算し、管理するデータベース情報に加え、情報処理装置１０にて管理されるデータベース情報を参照することができる。
【０１５１】
このように、本実施例では、目標値に基づいて、サーボバルブ４を駆動するための操作量を演算し、ＦＢ制御とＦＦ制御とを含む演算部と、ＦＦ制御の調整パラメータと油圧アクチュエータの圧油特性とを演算するパラメータ推定手段Ｃ０４と、の機能と、ＦＦ制御の調整パラメータと油圧アクチュエータの圧油特性とを紐付けて格納するデータベースＣ０３の機能と、を分離し、ＦＦ制御の調整パラメータと油圧アクチュエータの圧油特性とを紐付けて格納するデータベースＣ０３の機能を情報処理装置１０に設置する。そしてこれら分離された機能間（演算部と情報処理装置１０との間）をネットワークにて接続する。
【０１５２】
このように各サイトにてデータベースＣ０３を共有することにより、ネットワークに接続される各サイト間にて、最適なＦＦ制御の調整パラメータを調整することができるため、調整用の試験を削減することができる。例えば、導入時期が早いサイトＡやサイトＢにて、十分な試験を実施し、情報処理装置１０のデータベースＣ０３に十分なデータベース情報が管理されていれば、導入時期が遅いサイトＸでは、調整用の試験を実施せずに、十分な制御性能を提供することができる。
【実施例４】
【０１５３】
図７は、実施例４に係る複数サイトの試験装置から構成されるネットワーク接続型の油圧駆動式試験装置の概念図である。
【０１５４】
実施例３に記載するネットワーク接続型の試験装置は、情報処理装置１０にデータベースＣ０３を有するものである。一方、本実施例に記載するネットワーク接続型の試験装置は、情報処理装置１０にデータベースＣ０３およびパラメータ推定手段Ｃ０４を有するものである。
【０１５５】
本実施例に記載するコントローラ２は、加振目標生成装置にて生成される加振波形（試験パターン）である目標値に基づいて、加振波形（試験パターン）である目標値に基づいてサーボバルブを駆動させるための制御演算を実行するものであり、制御指令演算装置２ａとセンサ信号取得装置２ｂとを有する。
【０１５６】
制御指令演算装置２ａは、加振目標生成装置にて生成される目標値、変位センサの検出値（変位：センサ信号）、センサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号（本実施例では、変位、圧力、流量）、に基づいて、操作量を演算する。制御指令演算装置２ａは、ＦＢ制御Ｃ０１、ＦＦ制御Ｃ０２を有する。
【０１５７】
そして、情報処理装置１０は、データベースＣ０３およびパラメータ推定手段Ｃ０４を有する。
【０１５８】
各サイトは、センサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号（本実施例では、変位、圧力、流量）を、ネットワークを介して、情報処理装置１０のデータベースＣ０３にアップロードすることができる。
【０１５９】
各サイトは、制御指令演算装置２ａが演算する操作量とセンサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号（変位：変位センサの検出値）とをネットワークを介して、情報処理装置１０のデータベースＣ０３にアップロードすることができる。
【０１６０】
また、情報処理装置１０のパラメータ推定手段Ｃ０４は、センサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号（本実施例では、変位、圧力、流量）に基づいて、油圧アクチュエータの圧油特性を演算する。
【０１６１】
また、情報処理装置１０のパラメータ推定手段Ｃ０４は、制御指令演算装置２ａが演算する操作量とセンサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号（変位：変位センサの検出値）とに基づいて、ＦＦ制御の調整パラメータを演算する。
【０１６２】
そして、情報処理装置１０は、これら油圧アクチュエータの圧油特性とＦＦ制御の調整パラメータとを関連付け、データベースＣ０３を構築する。そして、ネットワークを介して、入力される油圧アクチュエータの圧油特性に基づいて、関連するＦＦ制御の調整パラメータを出力する。
【０１６３】
このようなネットワーク接続型の試験装置は、データベース情報（油圧アクチュエータの圧油特性およびＦＦ制御の調整パラメータ）を、情報処理装置１０にて演算し、統合し、管理することができる。
【０１６４】
つまり、情報処理装置１０は、各サイトの制御指令演算装置２ａが演算する操作量や各サイトのセンサ信号取得装置２ｂが取得するセンサ信号を、ネットワークを介して、情報処理装置１０に送信し、情報処理装置１０にて、データベース情報を演算する。そして、入力されるセンサ信号に基づいて、関連するＦＦ制御の調整パラメータを出力する。
【０１６５】
このように、本実施例では、目標値に基づいて、サーボバルブ４を駆動するための操作量を演算し、ＦＢ制御とＦＦ制御とを含む演算部の機能と、ＦＦ制御の調整パラメータと油圧アクチュエータの圧油特性とを演算するパラメータ推定手段Ｃ０４と、ＦＦ制御の調整パラメータと油圧アクチュエータの圧油特性とを紐付けて格納するデータベースＣ０３と、の機能と、を分離し、ＦＦ制御の調整パラメータと油圧アクチュエータの圧油特性とを演算するパラメータ推定手段Ｃ０４の機能とＦＦ制御の調整パラメータと油圧アクチュエータの圧油特性とを紐付けて格納するデータベースＣ０３の機能とを情報処理装置１０に設置する。そしてこれら分離された機能間（演算部と情報処理装置１０との間）をネットワークにて接続する。
【０１６６】
このように情報処理装置１０がデータベースＣ０３およびパラメータ推定手段Ｃ０４を共有することにより、各サイトのコントローラ２にて実施するパラメータ推定を省略することができる。
【０１６７】
本実施例によれば、各サイトのコントローラ２の計算負荷を低減することができる。このため、既設の計算能力が低いコントローラ２を有するサイトにおいても、データベース情報を演算することができ、十分な制御性能を提供することができる。
【実施例５】
【０１６８】
試験条件が同一であれば、パラメータ推定手段Ｃ０４にて演算する油圧アクチュエータの圧油特性は同一である。しかし、万が一、試験装置に不具合（油圧ピストンのシール劣化による圧油漏れなど）が発生すると、圧油特性が変化する。
【０１６９】
本実施例は、パラメータ推定手段Ｃ０４にて、圧油特性を監視し、圧油特性の変化から、油圧駆動式試験装置の不具合発生を判定するものである。
【０１７０】
なお、本実施例に記載する不具合発生を判定する動作ロジックは、実施例１乃至実施例４に記載する油圧駆動式試験装置に適用することができる。
【０１７１】
図８Ａは、油圧駆動式試験装置の不具合発生を示す説明図である。また、図８Ｂは、パラメータ推定手段を使用した油圧駆動式試験装置の不具合発生を判定する動作ロジックを示す説明図である。
【０１７２】
パラメータ推定手段Ｃ０４は、時間経過に対する油圧アクチュエータの圧油特性を監視する（図８Ａ参照）。図８Ａにおいて、黒色線は、Ａｖｅ過去平均を示し、同一の試験条件を繰り返し実施した際に取得された（保存されている）各時刻の圧油特性の平均値を示し、灰色線は、Ｈｉｇｈ逸脱上限およびＬｏｗ逸脱下限を示し、許容可能な圧油特性の逸脱値の上限値と下限値とを示す。また、◆は、パラメータ推定手段Ｃ０４が演算する各時刻（演算周期）における圧油特性を示す。
【０１７３】
なお、Ｈｉｇｈ逸脱上限およびＬｏｗ逸脱下限は、オペレータが事前に設計した値を使用しても良い。また、試験装置が正常な試験状態において、パラメータ推定手段Ｃ０４が演算する圧油特性の最大値および最小値を使用しても良い。さらに、パラメータ推定手段Ｃ０４にカルマンフィルタを利用し、カルマンフィルタが演算する誤差共分散を使用して求めても良い。
【０１７４】
圧油特性が、逸脱上限を上回る、または、逸脱下限を下回る、と逸脱判定は有効になる（図８Ｂ上図参照）。そして、この逸脱判定が所定時間継続されると、不具合判定が有効になる（図８Ｂ下図参照）。
【０１７５】
本実施例では、時刻ｔ１において、圧油特性が逸脱下限を下回り、時刻ｔ２において、圧油特性が逸脱下限を下回る（図８Ａ参照）。
【０１７６】
時刻ｔ１において、圧油特性が逸脱下限を下回ったため、逸脱判定は有効になる（図８Ｂ上図参照）。しかし、逸脱判定が有効な状態が、所定時間継続されないため、不具合判定は有効にならない（図８Ｂ下図参照）。つまり、時刻ｔ１以降は、圧油特性が再度逸脱上限と逸脱下限との間に収まるため、時刻ｔ１における圧油特性の逸脱はセンサノイズ等が原因であるとみなされ、不具合判定は有効にならない。
【０１７７】
一方、時刻ｔ２において、圧油特性が逸脱下限を下回ったため、再度、逸脱判定は有効になる（図８Ｂ上図参照）。そして、逸脱判定が有効な状態が、所定時間（時刻ｔ２〜時刻ｔ３）継続されるため、時刻ｔ３において不具合判定は有効になる（図８Ｂ下図参照）。つまり、時刻ｔ２以降も、圧油特性が逸脱下限を下回った状態が所定時間（本実施例では、５サンプリング）継続されるため、所定時間が経過した後の時刻ｔ３において、不具合判定を有効にする。なお、本実施例では、所定時間を５サンプリングと設定したが、所定時間は、適宜、設定することができ、５サンプリングに限定されるものではない。
【０１７８】
このようにパラメータ推定手段Ｃ０４は、演算周期ごとに、演算される圧油特性と保存されている圧油特性とを比較し、演算される圧油特性が、所定演算周期の間、保存されている圧油特性の上限値と下限値との間から逸脱する場合に、試験装置の異常を通知する。
【０１７９】
このように、逸脱判定がなされても、即座に不具合判定がなされないことにより、突発的なセンサノイズ等による不具合の誤検知を回避することができる。
【０１８０】
なお、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を有するものに限定されるものではない。また、一つの実施例の構成の一部を他の実施例の構成の一部に置き換えることができ、また、一つの実施例の構成に他の実施例の構成を加えることもできる。
【符号の説明】
【０１８１】
１：加振目標生成装置
２：コントローラ
３：サーボアンプ
４：サーボバルブ
５：油圧源
６：油圧シリンダ
７：油圧ピストン
８：カップリング
９：テーブル
１０：情報処理装置
Ｓ０１：温度センサ
Ｓ０２：流量センサ
Ｓ０３：速度センサ
Ｓ０４：変位センサ
Ｓ０５：圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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