(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）第１減算器（８）と、振動台分散型最適制御装置（１）と、多次元振動台システム（３）とを前記順に具備し、
（Ｂ）前記多次元振動台システム（３）は、座標変換行列装置（１１）と、第２減算器（１６）と、サーボコントローラ（１０）と、多次元振動台（９）とを前記順に具備し、
（Ｃ）前記第１減算器（８）は、変位目標べクトル信号（４）と多次元振動台（９）からの変位出力ベクトル信号（５）の偏差から変位偏差ベクトル信号（６）を求め、
（Ｄ）前記振動台分散型最適制御装置（１）は、第１減算器（８）から変位偏差ベクトル信号（６）を入力して、変位指令べクトル信号（７）を座標変換行列装置（１１）に出力する場合に、下記式（Ａ）による伝達関数、
0003600408.tif 000005
すなわち、対角成分である第ｉ入力から第ｉ出力までの伝達特性Ｋｉｉは持つが、それ以外の非対角成分には伝達特性Ｋｊｉ（ｉ≠ｊ）を持たない伝達関数により、変位偏差ベクトル信号（６）から、多次元振動台システム（３）への変位指令べクトル信号（７）を演算し、
（Ｅ）前記座標変換行列（１１）は、変位指令べクトル信号（７）を多次元振動台（９）を駆動する加振機変位指令ベクトル信号（１２）に変換し、
（Ｆ）前記第２減算器（１６）は、座標変換行列装置（１１）からの加振機変位指令ベクトル信号（１２）と、多次元振動台（９）からの加振機変位出力ベクトル信号（１５）の偏差から加振機変位偏差べクトル信号（１３）を求め、
（Ｇ）前記サーボコントローラ（１０）は、加振機変位偏差べクトル信号（１３）を入力して加振機変位指令ベクトル信号（１４）を多次元振動台（９）に出力し、
（Ｈ）前記振動台分散型最適制御装置（１）からの変位指令べクトル信号（７）により多次元振動台（９）の運動を制御することを特徴とする多次元振動台の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多次元振動台本体と振動台制御装置より構成される電気油圧式振動台システムに適用される振動台制御装置に関する。
本発明は、地震等による構造物や、土層の振動の試験にも利用することが出来る。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を図２〜図３に示す。
図２は、多次元振動台システムの変位制御の周波数特性の一例を示す図、
図３は従来の多次元振動台最適制御システムのブロック図である。
【０００３】
従来の装置は、多次元振動台システム３と、振動台最適制御装置２から構成されている。
従来の多次元振動台システム３は、
（ａ）ｎ次元（ｎ＝２，…，６）の運動自由度を持つ多次元振動台本体９と、
（ｂ）多次元振動台システム３の変位指令べクトル信号１７（ｎ次元のｕ）から多次元振動台９を駆動する加振機への変位指令である加振機変位指令ベクトル信号１２へ変換する座標変換行列装置１１と、
（ｃ）加振機変位指令ベクトル信号１２と加振機変位出力ベクトル信号１５の加振機変位偏差べクトル信号１３を入力とし、各加振機の変位出力が変位目標と等しくなるように加振機変位指令べクトル信号１４を計算するサーボコントローラ１０とから構成される。
【０００４】
そして、変位センサにより、多次元振動台本体９の変位出力ベクトル信号５（ｎ次元）が得られる。
多次元振動台最適制御システムでは、変位目標べクトル信号４（ｎ次元）と多次元振動台９の変位出力ベクトル信号５が等しくなるように制御される。
【０００５】
すなわち、変位目標ベクトル信号４と変位出力ベクトル信号５との変位偏差ベクトル信号６（ｎ次元）が減算器８によって求められ、この変位偏差ベクトル信号６（ｎ次元のｅ）が振動台最適制御装置２に加えられる。
【０００６】
振動台最適制御装置２の第ｉ（ｉ＝１，…，ｎ）番目から第ｊ（ｊ＝１，…，ｎ）番目までの伝達特性をＫｊｉで表わすと、多次元振動台システム３への指令ベクトル信号１７は次の関係式により計算される。
（指令ベクトル信号）
0003600408.tif 000002
これにより、振動台最適制御装置２を有する多次元振動台最適制御システムは、最適制御装置２を有しない多次元振動台周波数特性をシステム３に比べ、安定な加振を確保しながら、サーボ剛性を高められると同時に、周波数特性を高周波数域まで平坦となるように改善される。
【０００７】
また、最適制御装置２を有する改善後の特性は、多次元振動台最適制御システムが、多次元振動台システム内に存在する機械的な不確定要素に対してロバスト性（頑強さ）を有していることから、大きく変化しないという利点を有している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術には、次のような問題がある。
（１）変位指令べクトル信号を表す式（１）は、全て非対角成分を含んでいるため、計算量が多い。
（２）振動台最適制御系の設計には、多次元振動台システム３の数式モデルを作成し、その数式モデルの特性と実システムとの特性を一致させる必要があるが、難しい。
本発明は、これらの問題を解決することができる装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
（第１の手段）
本発明に係る多次元振動台の制御装置は、
（Ａ）第１減算器８と、振動台分散型最適制御装置１と、多次元振動台システム３とを前記順に具備し、
（Ｂ）前記多次元振動台システム３は、座標変換行列装置１１と、第２減算器１６と、サーボコントローラ１０と、多次元振動台９とを前記順に具備し、
（Ｃ）前記第１減算器８は、変位目標べクトル信号４と多次元振動台９からの変位出力ベクトル信号５の偏差から変位偏差ベクトル信号６を求め、
（Ｄ）前記振動台分散型最適制御装置１は、第１減算器８から変位偏差ベクトル信号６を入力して、変位指令べクトル信号７を座標変換行列装置１１に出力する場合に、下記式（Ａ）による伝達関数、
0003600408.tif 000003
すなわち、対角成分である第ｉ入力から第ｉ出力までの伝達特性Ｋｉｉは持つが、それ以外の非対角成分には伝達特性Ｋｊｉ（ｉ≠ｊ）を持たない伝達関数により、変位偏差ベクトル信号６から、多次元振動台システム３への変位指令べクトル信号７を演算し、
（Ｅ）前記座標変換行列１１は、変位指令べクトル信号７を多次元振動台９を駆動する加振機変位指令ベクトル信号１２に変換し、
（Ｆ）前記第２減算器１６は、座標変換行列装置１１からの加振機変位指令ベクトル信号１２と、多次元振動台９からの加振機変位出力ベクトル信号１５の偏差から加振機変位偏差べクトル信号１３を求め、
（Ｇ）前記サーボコントローラ１０は、加振機変位偏差べクトル信号１３を入力して加振機変位指令べクトル信号１４を多次元振動台９に出力し、
（Ｈ）前記振動台分散型最適制御装置１からの変位指令べクトル信号７により多次元振動台９の運動を制御することを特徴とする。
【００１０】
すなわち、本発明にに係る多次元振動台の制御装置は、
（１）多次元振動台の制御装置の変位目標ベクトル信号と変位出力ベクトル信号の偏差から変位偏差ベクトル信号を求め、
（２）変位偏差ベクトル信号の対角成分のみを利用して変位指令ベクトル信号を演算し、
（３）変位指令ベクトル信号により、多次元振動台の運動を制御することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態を図１〜図２に示す。
図１は、第１の実施の形態に係る多次元振動台最適制御システムのブロック図、
図２は多次元振動台システム３の変位制御の周波数特性の一例を示す図である。
【００１２】
本発明装置は、図３の振動台最適制御装置２（従来装置）に代わり振動台分散型最適制御装置１（本発明装置）を用いて、変位偏差ベクトル信号６から多次元振動台システムへの変位指令べクトル信号７を計算する。
【００１３】
振動台分散型最適制御装置１は、対角成分である第ｉ入力から第ｉ出力までの伝達特性Ｋｉｉは持つが、それ以外の非対角成分には伝達特性Ｋｊｉ（ｉ≠ｊ）を持たない。
【００１４】
これにより、多次元振動台システムへの変位指令べクトル信号７は、次の関係式で計算される。
（変位指令べクトル信号）
0003600408.tif 000004
図２に多次元振動台システム３の変位制御の周波数特性の一例を示す。
【００１５】
入力ｅ１  による出力ｕ１  等の対角成分周波数特性数特性２６は、第ｉ入力の変位目標に対し第ｉ出力が追従するように設定される。
従来の振動台制御では、対角成分の他に、非対角成分も加味して変位ベクトル信号を計算するのが当然と考えられてきた。
【００１６】
然るに、種々のシミュレーションや実験を重ねた結果、入力ｅ２  からの影響による出力ｕ１  等の非対角成分周波数特性数特性２７は、座標変換行列１１の働きにより干渉が小さく抑えられていることがわかった。
【００１７】
これにより、多次元振動台システム３の変位制御においては、対角成分のみを制御する振動台分散型最適制御装置１により、従来の振動台最適制御装置２と同等の特性を得ることが可能である。
【００１８】
また、最適制御系設計においては、制御対象となる多次元振動台システムの数式モデルが実システムと一致していることが必要となるが、非対角成分まで両者の特性を一致させることは困難であり、非対角成分の制御を行わない分散型制御装置は、多次元振動台の制御に適している。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
（１）振動台分散型最適制御装置１の演算量は非対角成分の演算を行わないため、演算量は、従来の振動台最適制御装置２に比べ約ｎ分の１に低減することが可能となる。
（２）その為、演算時問の短縮ができるという利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る多次元振動台最適制御システムのブロック図。
【図２】多次元振動台システムの変位制御の周波数特性の一例を示す図。
【図３】従来の多次元振動台最適制御システムのブロック図。
【符号の説明】
１  …振動台分散型最適制御装置
２  …従来の振動台最適制御装置
３  …多次元振動台システム
４  …変位目標べクトル信号
５  …変位出力ベクトル信号
６  …変位偏差ベクトル信号
７  …変位指令べクトル信号
８  …第１減算器
９  …多次元振動台
１０…サーボコントローラ
１１…座標変換行列装置
１２…加振機変位指令ベクトル信号
１３…加振機変位偏差べクトル信号
１４…加振機変位指令べクトル信号
１５…加振機変位出力ベクトル信号
１６…第２減算器
１７…変位指令べクトル信号
２６…振幅比（対角成分）
２７…振幅比（非対角成分）
【図１】
0003600408.tif 000006
【図２】
0003600408.tif 000007
【図３】
0003600408.tif 000008