(57)【要約】【課題】  応答信号の波形を目標波形に近づけるとともに、材料試験機の動作限界速度を超える目標波形の振幅についても再現することが可能な材料試験機を提供する。【解決手段】  制御装置５０は、機能的構成として、伝達関数演算部５１と、駆動信号生成部５２と、駆動信号出力部５４と、検出信号受信部５５と、制御目標波形生成部６１とを備える。制御目標波形生成部６１は、実働波形に対応した目標波形の時系列データから振幅のピーク点を抽出するピーク点抽出部６２と、ピーク点抽出部６２により抽出されたピーク点の隣接する２点間における速度が材料試験機の動作限界速度を超えるときに、当該ピーク点の時間軸における位置を変更する時間変更部６３と、ピーク点抽出部５２により抽出された各ピーク点を滑らかに接続するピーク点接続部５４とを備える。【選択図】        図２
2014032113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷アクチュエータを駆動して、供試体に繰り返し試験力を与える材料試験機であって、
実働波形に対応した目標波形の時系列データから振幅のピーク点を抽出するピーク点抽出部と、前記ピーク点抽出部により抽出されたピーク点の隣接する２点間における速度が材料試験機の動作限界速度を超えるときに、該当するピーク点の時間軸における位置を変更する時間変更部と、前記ピーク点抽出部により抽出された各ピーク点を滑らかに接続するピーク点接続部と、を備えた制御目標波形生成手段と、
前記供試体に前記負荷アクチュエータを駆動することにより試験力を付与したときの応答信号を検出する応答信号検出手段と、
前記応答信号の波形を目標波形に近づけるため、前記負荷アクチュエータを駆動する設定信号を補正する手段と、
を備えたことを特徴とする材料試験機。
【請求項２】
請求項１に記載の材料試験機において、
前記制御目標波形生成手段は、多軸試験を行うときに、前記ピーク点抽出部において抽出された任意の１の軸のピーク点と同時刻の他の軸の時系列データ上の値を、当該他の軸でのピーク点の値とする時刻合わせ部を備える材料試験機。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の材料試験機において、
前記時間変更部は、前記ピーク点抽出部において抽出されたピーク点の隣接する２点間における速度を、材料試験機の動作限界速度または供試体の許容限界速度となるように、時系列データにおける各ピーク点の時間軸における位置を変更する材料試験機。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の材料試験機において、
前記ピーク点接続部は、前記ピーク点抽出部により抽出されたピーク点の隣接する２点間を周波数２分の１の余弦波で接続する材料試験機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、供試体に対して試験力を繰り返し負荷する材料試験機に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような材料試験機においては、自動車や航空機などが実際に稼働しているときの実働荷重下における応力あるいはひずみの時系列データを再現する試験を行うことにより、各部品の疲労寿命を推定している。そして、疲労寿命の推定には、ひずみまたは応力の振幅とその頻度情報を使用した、ピークカウント法、レインフロー法などの手法が用いられている。このため、このような材料試験機で実働荷重下における応力あるいはひずみの時系列データを再現するときには、各応力またはひずみの振幅（ピーク）が再現できることが重要となる。
【０００３】
ところで、材料試験機の駆動制御信号として実働波形の時系列データを直接的に用いても、入力信号に対して、材料試験機の荷重検出器、変位検出器などの応答信号が１対１に対応せず、応答側の波形がなまり、振幅のピークが小さくなってしまう。このため、実働波形と等価な目標波形に逆伝達関数を乗じて生成した駆動信号で負荷アクチュエータを駆動して供試体に試験力を付与する材料試験機において、伝達関数補正機能を用いて、周波数ごとの制御信号を繰り返し補正するとともに、応答波形のピーク値が目標波形のピーク値に一致するようにピーク補正を行うことが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２６６３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図６は、従来の目標波形とその応答信号の波形とを示す波形図である。ここで、図６の縦軸は試験力を示し、横軸は時間を示している。また、図６においては、目標波形を実線で、応答信号の波形を破線で示している。なお、従来の、実働波形を目標波形として供試体に与える試験では、応答波形を目標波形に近づける補正方法として、時系列でみて応答波形が目標波形に近づけるように負荷アクチュエータに与える設定信号（駆動信号）を補正する方法や、応答信号と目標信号をフーリエ変換し、周波数域で設定信号を補正する方法がある。そして、応答信号は、荷重検出器により検出された試験力信号である。
【０００６】
図６に示すように、補正された駆動信号に対する応答信号の波形（破線）には、目標とする実働波形（実線）のピーク値に到達していない部分Ａが生じている。また、駆動信号を周波数域補正する場合、応答の低い周波数成分ほど駆動信号の振幅が大きくなるように補正しているため、不要な高調波が発生し、応答信号の波形に実働波形にはない波が出現している部分Ｂも存在している。さらに、実働波形の振幅のうち、この材料試験機の動作限界速度を超える周波数成分については、補正することができないため、ピークがなまってしまう。なお、この材料試験機の動作限界速度は、例えば、試験力を負荷アクチュエータとしての油圧シリンダのシリンダロッドの移動量（最大移動量）に換算して算出される最大速度である。
【０００７】
このように、実働波形に材料試験機の動作限界速度を超える振幅がある場合には、特許文献１に示されたように、ピーク補正を行ったとしても、応答波形においては、材料試験機の動作限界速度を超えてピークを再現することができない。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、応答信号の波形を目標波形に近づけるとともに、材料試験機の動作限界速度を超える目標波形の振幅についても再現することが可能な材料試験機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、負荷アクチュエータを駆動して、供試体に繰り返し試験力を与える材料試験機であって、実働波形に対応した目標波形の時系列データから振幅のピーク点を抽出するピーク点抽出部と、前記ピーク点抽出部により抽出されたピーク点の隣接する２点間における速度が材料試験機の動作限界速度を超えるときに、該当するピーク点の時間軸における位置を変更する時間変更部と、前記ピーク点抽出部により抽出された各ピーク点を滑らかに接続するピーク点接続部と、を備えた制御目標波形生成手段と、前記供試体に前記負荷アクチュータを駆動することにより試験力を付与したときの応答信号を検出する応答信号検出手段と、前記応答信号の波形を目標波形に近づけるため、前記負荷アクチュエータを駆動する設定信号を補正する手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記制御目標波形生成手段は、多軸試験を行うときに、前記ピーク点抽出部において抽出された任意の１の軸のピーク点と同時刻の他の軸の時系列データ上の値を、当該他の軸でのピーク点の値とする時刻合わせ部を備える。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、前記時間変更部は、前記ピーク点抽出部において抽出されたピーク点の隣接する２点間における速度を、材料試験機の動作限界速度または供試体の許容限界速度となるように、各ピーク点の時間軸における位置を変更する。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の発明において、前記ピーク点接続部は、前記ピーク点抽出部により抽出されたピーク点の隣接する２点間を周波数２分の１の余弦波で接続する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、制御目標波形生成手段を備えることから、実働波形の時系列データ上の振幅のピーク値を維持しつつ、材料試験機の動作限界速度の範囲内で、供試体に与える負荷を再現する疲労・耐久試験を行うことが可能となる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、制御目標波形生成手段において時刻合わせ部を備えることから、多軸試験を行うときに、各軸の負荷のかかり方を再現することが可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、時間変更部は、ピーク点抽出部において抽出されたピーク点の隣接する２点間における速度を、材料試験機の動作限界速度または供試体の許容限界速度となるように、時系列データにおける各ピーク点の時間軸における位置を変更することから、供試体を過酷な条件下に置き、意図的に劣化を進めて寿命を検証する加速試験を行うことが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、ピーク点接続部は、ピーク点抽出部により抽出されたピーク点の隣接する２点間を周波数２分の１の余弦波で接続することから、材料試験機の動作をスムースに行える制御目標波形を生成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明に係る材料試験機の概要図である。
【図２】制御装置５０内部の主要な機能構成を示すブロック図である。
【図３】実働波形から制御目標波形を生成する概要を説明する波形図である。
【図４】制御目標波形とその応答信号の波形とを示す波形図である。
【図５】この発明に係る材料試験機の変形例の概要図である。
【図６】従来の目標波形とその応答信号の波形とを示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係る材料試験機の概要図である。
【００１９】
この材料試験機は、アクチュエータ３１により供試体である試験片ＴＰに連続して負荷を付与することより疲労・耐久試験を行うものである。試験片ＴＰは、一対の支柱２３に架設されたクロスヘッド２５側に配設された上つかみ具２１と、テーブル２４側に配設された下つかみ具２２とにより、その両端を把持されている。なお、上つかみ具２１は、アクチュエータ３１のピストンロッドと連結されており、ピストンロッドに連動して上つかみ具２１を上下動させることにより、試験片ＴＰに繰り返し試験力が付与される。
【００２０】
制御装置５０からは、アクチュエータ３１の駆動信号が送信される。制御装置５０で生成されたデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器４１でアナログ信号に変換された後、増幅器３５で増幅されて、アクチュエータ３１に入力される。なお、この実施形態では、アクチュエータ３１として電磁アクチュエータを用いているが、電磁アクチュエータの替りに油圧アクチュエータを用いる場合には、サーボ弁に駆動信号が入力される。
【００２１】
試験片ＴＰの変位量は、アクチュエータ３１を介してクロスヘッド２５側に配設された変位計３２で検出され、変位信号は、増幅器３７で増幅されてＡ／Ｄ変換器４３でアナログ信号からデジタル信号に変換された後、制御装置５０に入力される。
【００２２】
試験片ＴＰに負荷される試験力は、テーブル２４と下つかみ具２２との間に配設された荷重計３３により検出される。荷重信号は、増幅器３６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器４２でアナログ信号からデジタル信号に変換された後、制御装置５０に入力される。
【００２３】
制御装置５０は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置および演算装置を備えるコンピュータやシーケンサーによって構成され、この材料試験機全体の動作を制御する。制御装置５０には、目標波形発生器４６と、ランダム波形発生器４５とが接続されている。
【００２４】
目標波形発生器４６は、試験片ＴＰに与える実働波形に対応した目標波形を発生させるものであり、例えば供試体が車両用部品の場合には、実車走行により採取した測定信号から目標波形を生成し、その信号を出力する。この目標波形は、後述する制御目標波形生成部６１において、制御目標波形を生成するときに使用される。
【００２５】
ランダム波形発生器４５は、ＰＳＤ（Ｐｏｗｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｄｅｎｓｉｔｙ：パワースペクトル密度）ランダム波形を発生させるものである。このＰＳＤランダム波形は、周波数ごとのパワースペクトル値を示すＰＳＤが一定の値となるランダム波形であって、予めランダム波形発生器４５に保持させておいた様々な周波数成分を含む合成された任意波形や、モデル波形として選択した目標波形にも使用される実働波形に基づいて作成される。そして、このＰＳＤランダム波形は、後述するアクチュエータ３１と試験片ＴＰとを含む制御系の伝達関数を同定するために使用される。
【００２６】
図２は、制御装置５０内部の主要な機能構成を示すブロック図である。
【００２７】
この制御装置５０は、機能的構成として、伝達関数演算部５１と、駆動信号生成部５２と、駆動信号出力部５４と、検出信号受信部５５と、制御目標波形生成部６１とを備える。
【００２８】
伝達関数演算部５１は、アクチュエータ３１と試験片ＴＰを含む制御系全体に入力されるＰＳＤランダム波形等の波形と、その波形に基づいて試験片ＴＰに繰り返し荷重を与えたときに得られる応答信号の波形（変位検出波形や荷重検出波形）との比に基づいて、この制御系の伝達関数を同定する。
【００２９】
駆動信号生成部５２は、初期駆動信号生成部５６とイタレーション処理部５７とを備える。初期駆動信号生成部５６は、後述する制御目標波形生成部６１から入力され、各周波数成分に分解された制御目標波形に対して、伝達関数演算部５１において同定された伝達関数の逆数である逆伝達関数を乗算することにより、初期の駆動信号を生成する。初期駆動信号生成部５６において生成された初期駆動信号は、駆動信号出力部５４を介してアクチュエータ３１に与えられる。
【００３０】
イタレーション処理部５７は、初期駆動信号生成部５６において生成された初期駆動信号によりアクチュエータ３１を駆動したときの応答信号の波形と、制御目標波形との比または差に基づいて、駆動信号を繰り返し補正し、駆動信号出力部５４に出力される駆動信号を更新する。このイタレーション処理部５７では、応答信号の波形を周波数成分に分解し、応答信号の波形の各周波数成分が目標波形の周波数成分に一致するように、駆動信号の波形の振幅を増減する、いわゆる伝達関数補正が実行される。そして、このイタレーション処理部５７における伝達関数補正は、更新された駆動信号に応答した応答信号のフィードバックを受け、試験実行中においても、繰り返し行われる。
【００３１】
次に、この発明の特徴部分である制御目標波形生成部６１について説明する。制御目標波形生成部６１は、実働波形に対応した目標波形の時系列データから振幅のピーク点を抽出するピーク点抽出部６２と、ピーク点抽出部６２により抽出されたピーク点の隣接する２点間における速度が材料試験機の動作限界速度を超えるときに、該当するピーク点の時間軸における位置を変更する時間変更部６３と、ピーク点抽出部６２により抽出された各ピーク点を滑らかに接続するピーク点接続部６４とを備える。
【００３２】
図３は、実働波形から制御目標波形を生成する概要を説明する波形図である。なお、この図においては、縦軸は試験力を示し、横軸は時間を示している。また、上段は実働波形、下段は制御目標波形であり、両者の時間軸は同一である。
【００３３】
制御目標波形生成部６１に、図３の上段に示す実働波形が、目標波形発生器４６から目標波形として入力されると、この波形の時系列データにおけるピーク点が、ピーク点抽出部６２において抽出される。このピーク点は、図３にＰ１〜Ｐ１０で示すように、振幅の折り返し点である。
【００３４】
ピーク点抽出部６２において抽出された各ピーク点のうち、隣接するピーク点間の傾きである速度（試験力速度：Ｎ／ｓ）が、この材料試験機で実現可能な最大試験力速度である動作限界速度を超える場合は、該当するピーク点の時間軸での位置をシフトさせる。この動作限界速度を超えるピーク点の時間軸での位置変更は、時間変更部６３において実行される。
【００３５】
図３の上段の実働波形においては、ピーク点Ｐ３−Ｐ４間の速度、ピーク点Ｐ４−Ｐ５間の速度、ピーク点Ｐ８−Ｐ９間の速度、および、ピーク点Ｐ９−Ｐ１０間の速度が、この材料試験機の動作限界速度を超える速度である。このため、ピーク点Ｐ４およびＰ９の試験力ピーク値を維持しつつ、速度をこの材料試験機での動作限界速度より小さいものとするため、ピーク点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ９、Ｐ１０の時間軸での位置をそれぞれ、紙面右方向の時間を遅れさせる方へシフトさせる。すなわち、ピーク点Ｐ４、Ｐ５、Ｐ９、Ｐ１０の時間軸での位置を、図３下段に示すピーク点Ｐ４´、Ｐ５´、Ｐ９´、Ｐ１０´の位置にシフトさせる。
【００３６】
そして、ピーク点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４´、Ｐ５´、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８、Ｐ９´、Ｐ１０´を滑らかに接続し、図３の下段に示す制御目標波形を生成する。このピーク点の接続は、ピーク点接続部６４において実行される。この実施形態では、材料試験機の動きやすさの観点から、各ピーク点間を、ピーク点での瞬間速度が０（ゼロ）となる１／２コサイン波（周波数２分の１の余弦波）で滑らかに接続している。こうして生成された制御目標波形は、駆動信号生成部５２に入力される。
【００３７】
なお、上述した図３に示す実働波形と制御目標波形の例では、材料試験機の動作限界速度を超えるピーク点の時間軸での位置を後ろにシフトさせているが、前にシフトさせるようにしてもよい。すなわち、全体の波形における各振幅のピーク値（試験力値）を維持した状態で、時系列データの時間軸上のピーク点の位置を適宜前後させることで、全ピーク値を材料試験機の動作限界速度である最大速度内で再現するとともに、試験時間を実働波形の時間により近いものとすることができる。
【００３８】
また、上述した実施形態の時間変更部６３では、目標波形として入力された実働波形の時系列データにおいて抽出されたピーク点のうち、この材料試験機の動作限界速度を超えるピーク点について時間軸での位置を変更しているが、材料試験機の動作限界速度または供試体である試験片ＴＰの許容限界速度となるように、各ピーク点の時間軸における位置を変更するようにしてもよい。例えば、図３の実働波形のピーク点Ｐ１を後ろ（紙面右方向）に、ピーク点Ｐ３を前（紙面左方向）にそれぞれシフトさせて、ピーク点Ｐ１−Ｐ２間、ピーク点Ｐ２−Ｐ３間の速度が、材料試験機の動作限界速度または試験片ＴＰの許容限界速度となるようにする。このように、ピーク点間を全て、材料試験機の動作限界速度または試験片ＴＰの許容限界速度となるように、各ピーク点の時間軸での位置を変更することで、実働波形に即した加速試験を行うことが可能となる。なお、供試体の許容限界速度とは、供試体に負荷してもよい限界速度であって、供試体の材質等に依存するものである。
【００３９】
次に、以上のような構成を有する材料試験機において疲労・耐久試験を実行する場合の動作について説明する。なお、以下の実施形態においては、変位計３２からの変位信号を応答信号として選択した場合について説明する。
【００４０】
疲労・耐久試験を実行するときには、最初に、駆動信号の波形を生成する。この場合には、試験片ＴＰに対してランダム波形を付与し、ランダム波形による試験片ＴＰの変形量を変位計３２で検出する。変位計３２の検出値は、検出信号受信部５５を介して伝達関数演算部５１に、応答信号の波形として入力される。そして、図２に示す伝達関数演算部５１において、アクチュエータ３１を駆動したランダム波形とその応答信号の波形とを用いて、アクチュエータ３１と試験片ＴＰを含む制御系の伝達関数が同定される。
【００４１】
同定された伝達関数は駆動信号生成部５２に入力され、この伝達関数の逆数である逆伝達関関数と、制御目標波形生成部６１から入力された制御目標波形とから、駆動信号が演算される。これにより、初期の駆動信号を得ることができる。なお、これらの駆動信号の演算は、初期駆動信号生成部５６において実行される。
【００４２】
次に、この状態において、この駆動信号に基づいてアクチュエータ３１を駆動したときの応答信号の波形と制御目標波形との比から、駆動信号の波形を補正するイタレーション（繰り返し補正）を実行する。この繰り返し補正は、イタレーション処理部５７において実行され、補正された駆動信号によりアクチュエータ３１が駆動されて試験片ＴＰに負荷が付与される。
【００４３】
このときの試験片ＴＰの変位は変位計３２で検出され、増幅器３７で増幅される。この変位についての応答信号はＡ／Ｄ変換器４３でデジタル信号に変換されて制御装置５０にフィードバックされる。イタレーション処理部５７においては、フィードバックされた応答信号を用いて、試験実行中にもその時に設定されている駆動信号（設定信号）の補正が繰り返し行われる。なお、この実施形態では、応答信号の波形を目標波形に近づけるため、アクチュエータ３１を駆動する設定信号を補正する手段として、伝達関数演算部５１で同定された伝達関数を利用して、イタレーション処理部５７における伝達関数補正を繰り返し行う方法を採用しているが、補正方法はこれに限定されるものではない。例えば、応答信号と目標信号をフーリエ変換し、周波数域で設定信号を補正する方法などの、他の補正方法を採用することも可能である。
【００４４】
図４は、制御目標波形とその応答信号の波形とを示す波形図である。なお、図４においては、縦軸は試験力を示し、横軸は時間を示している。また、図４においては、制御目標波形を実線で示し、その応答信号の波形を破線で示している。
【００４５】
この図４に示すように、この発明の特徴である制御目標波形生成部６１において生成された制御目標波形に基づいて、駆動信号を生成し、アクチュエータ３１に与えたときの応答信号の波形は、目標とする試験力のピーク値に到達している。さらに、イタレーション処理部５７で繰り返し伝達関数補正を行っても、従来のような不要な高調波も発生していない。このように、この発明においては、応答信号の波形において試験力が実働波形のピーク値に到達しない、あるいは、不要な高調波も発生するなどの従来の問題点が解決されている。
【００４６】
次に、この発明の変形例について説明する。図５は、この発明に係る材料試験機の変形例の概要図である。なお、上述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４７】
この変形例は、図１に示すアクチュエータ３１を複数配設して行われる、いわゆる多軸試験を行う場合の装置構成の概要を示すものである。図５に示すように、この変形例では、供試体Ｗに対して垂直方向（Ｚ軸方向）の負荷を与えるアクチュエータ３１ａ、直角に交わる水平方向（Ｘ軸―Ｙ軸方向）の負荷を与えるアクチュエータ３１ｂ、３１ｃが配設されている。また、アクチュエータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃのピストンロッドの各々には、圧盤３４ａ、３４ｂ、３４ｃが連結されており、ピストンロッドに連動して圧盤３４ａ、３４ｂ、３４ｃを動かすことにより、Ｘ−Ｙ−Ｚ３軸方向から繰り返し試験力が供試体Ｗに付与される。
【００４８】
アクチュエータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃに対して、制御装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃが配置され、制御装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃからは、アクチュエータ３１の駆動信号が送信される。制御装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃで生成されたデジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器４１ａ、４１ｂ、４１ｃでアナログ信号に変換された後、増幅器３５ａ、３５ｂ、３５ｃで増幅されて、アクチュエータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃに入力される。
【００４９】
供試体Ｗの変形量は、アクチュエータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃの各々に接続された変位計３２ａ、３２ｂ、３２ｃにより検出される。変位計３２ａ、３２ｂ、３２ｃにより検出された変位信号は、増幅器３７ａ、３７ｂ、３７ｃで増幅されてＡ／Ｄ変換器４３ａ、４３ｂ、４３ｃでアナログ信号からデジタル信号に変換された後、制御装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃにそれぞれ入力される。
【００５０】
供試体Ｗに負荷される試験力は、供試体Ｗの設置台に接続された荷重計により検出される。なお、この図５においては、供試体Ｗの設置台、荷重計等の図示を省略しているが、この多軸試験を行うよう構成された材料試験機においても、図１に示す荷重計３３、増幅器３６、Ａ／Ｄ変換器４２と同様のものが配設されている。そして、荷重信号は、増幅器３６で増幅され、Ａ／Ｄ変換器４２でアナログ信号からデジタル信号に変換された後、制御装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃのいずれか１つに入力される。
【００５１】
制御装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃは、図１および図２に示す制御装置５０と同様の機能的構成を有するものである。また、この変形例では制御装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃを制御するパーソナルコンピュータ７０が接続されている。さらに、このパーソナルコンピュータ７０は、ソフトウェアにより、図１に示す目標波形発生器４６、および、ランダム波形発生器４５の機能を実現する。
【００５２】
制御装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃには、互いに同期してアクチュエータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃの動作を制御可能とするための同期ボード７１ａ、７１ｂ、７１ｃがそれぞれ配設され、これらの同期ボード７１ａ、７１ｂ、７１ｃは同期ケーブル７２により相互に通信可能に接続されている。そして、同期ボード７１ａ、７１ｂ、７１ｃの各々は、制御装置５０ａ、５０ｂ、５０ｃの一部として、この発明の機能的構成としての制御目標波形生成部６１における時刻合わせ部として機能する。
【００５３】
この変形例のように多軸試験においては、各軸から供試体Ｗへの負荷のかかり方が重要となるが、入力された目標波形に対し、ある軸で抽出されたピーク点の時刻と同じ時刻を、他の軸でもピーク点とみなして制御目標波形を生成するためのピーク点の値として抽出することで、各軸の負荷のかかり方を再現することが可能となる。例えば、制御装置５０ｂ、５０ｃの制御目標波形生成部６１におけるピーク点抽出部６２においてピーク点を抽出するときに、制御装置５０ａの制御目標波形生成部６１におけるピーク点抽出部６２において抽出されたピーク点の時刻に合わせてピーク点を抽出する。しかる後、このピーク点を制御装置５０ｂ、５０ｃの各ピーク点接続部６４により接続し、各軸の制御目標波形を生成する。このように、各軸のピーク点の時刻合わせを行った制御目標波形に基づいて各軸を駆動するアクチュエータ３１ａ、３１ｂ、３１ｃの駆動信号を生成することで、各軸での負荷の再現性を向上させることが可能となる。
【００５４】
また、この発明においては、制御目標波形生成部６１において抽出され、かつ、時間が変更されたピーク点間を、余弦波を利用して接続しているため、多軸耐久試験の場合に、各軸の波形を正弦波でまとめると各軸の負荷のかかり方に関する情報が失われるという問題を解消し、多軸での実働波形の再現性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００５５】
２１      上つかみ具
２２      下つかみ具
２３      支柱
２４      テーブル
２５      クロスヘッド
３１      アクチュエータ
３３      変位計
３４      荷重計
３５      増幅器
３６      増幅器
３７      増幅器
４１      Ｄ／Ａ変換器
４２      Ａ／Ｄ変換器
４３      Ａ／Ｄ変換器
４５      ランダム波形発生器
４６      目標波形発生器
５０      制御装置
５１      伝達関数演算部
５２      逆伝達関数記憶部
５４      駆動信号出力部
５５      検出信号受信部
５６      初期駆動信号生成部
５７      イタレーション処理部
６１      制御目標波形生成部
６２      ピーク点抽出部
６３      時間変更部
６４      ピーク点接続部
７０      パーソナルコンピュータ
７１      同期ボード
７２      同期ケーブル
ＴＰ      試験片
Ｗ      供試体
【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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