(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の振動を抑制するための振動抑制装置を試験する試験装置であって、
前記振動抑制装置を支持する支持フレームと、
当該支持フレーム及び前記振動抑制装置を含む振動系に、加振力としての入力変位を入力するためのアクチュエータと、
前記入力変位と、当該入力変位が入力されたときの前記振動系の変位との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータ、及び、所定入力変位に応じて、指令変位を算出する指令変位算出手段と、
前記指令変位に基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段と、
前記振動系の変位を検出変位として検出する変位検出手段と、
前記入力変位が前記振動系に入力されているときに検出された前記検出変位に基づいて、前記モデルのモデルパラメータを同定する同定手段と、
前記振動抑制装置の反力を検出反力として検出する反力検出手段と、
前記モデルパラメータが同定されるとともに、前記入力変位が前記振動系に入力されているときに検出された前記検出反力及び前記検出変位に応じて、前記振動抑制装置の性能を評価する評価手段と、
を備えることを特徴とする試験装置。
【請求項２】
振動を抑制するための振動抑制装置が設けられる構造物を試験する試験装置であって、
前記振動抑制装置を支持する支持フレームと、
当該支持フレーム及び前記振動抑制装置を含む振動系に、加振力としての入力変位を入力するためのアクチュエータと、
前記入力変位と、当該入力変位が入力されたときの前記振動系の変位との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータ、及び、前記振動抑制装置が設けられた前記構造物を仮想化した仮想構造物に所定加振力が入力されたと仮定した場合の前記仮想構造物の変位に応じて、指令変位を算出する指令変位算出手段と、
前記指令変位に基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段と、
前記振動系の変位を検出変位として検出する変位検出手段と、
前記入力変位が前記振動系に入力されているときに検出された前記検出変位に基づいて、前記モデルのモデルパラメータを同定する同定手段と、
前記振動抑制装置の反力を検出反力として検出する反力検出手段と、
前記入力変位が前記振動系に入力されているときに検出された前記検出反力及び前記所定加振力に応じて、前記仮想構造物の変位を算出する仮想変位算出手段と、
前記モデルパラメータが同定されているときに算出された前記仮想構造物の変位に基づいて、前記振動抑制装置が設けられたと仮定した場合の前記構造物の耐震性を評価する評価手段と、
を備えることを特徴とする試験装置。
【請求項３】
前記指令変位算出手段は、前記モデルのモデル化誤差を補償するための誤差パラメータにさらに応じて、前記指令変位を算出することを特徴とする、請求項１又は２に記載の試験装置。
【請求項４】
前記振動抑制装置は、前記構造物の振動エネルギを吸収するように構成されたダンパであることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の試験装置。
【請求項５】
前記振動抑制装置は、前記構造物に伝達される振動を長周期化するように構成された免震装置であることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の振動を抑制するための振動抑制装置や、振動抑制装置が設けられる構造物を試験する試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の振動抑制装置の試験装置として、例えば非特許文献１に開示されたものが知られている。この試験装置は、回転マスを有するマスダンパに適用されたものであり、マスダンパを支持する門型の支持フレームと、これらのマスダンパ及び支持フレームに加振力を入力するためのアクチュエータと、マスダンパの反力及びマスダンパの変位を検出するセンサを備えている。また、従来の試験装置では、マスダンパ及び支持フレームから成る振動系に、アクチュエータから所定の加振力が入力されるとともに、その入力中にセンサで検出されたマスダンパの反力及び変位に基づいて、マスダンパの性能が評価される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】斉藤賢二  杉村義文  長江健治  中野時衛  豊田耕造  中南滋樹  「増幅機構付き減衰装置の動的加振実験と高層建物への適用  その５  ＲＤＴ性能試験結果」  日本建築学会大会学術講演梗概集（東海）2003年9月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
支持フレームの剛性には個体差があるため、同じ特性のダンパに同じ大きさの加振力を入力しても、支持フレームが異なれば、マスダンパの実際の変位が異なる大きさになる。また、センサの検出値は、そのノイズの影響などによって、マスダンパの実際の変位に対してずれる場合がある。以上のように、検出されたマスダンパの変位には、上述したような種々の外乱による影響が作用するのに対し、上述した従来の試験装置では、所定の加振力の入力中に検出されたマスダンパの変位をそのまま用いてマスダンパの性能を評価するにすぎないので、この評価を適切に行うことができない。
【０００５】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、外乱の影響を抑制しながら、振動抑制装置の性能や構造物の耐震性を適切に評価することができる試験装置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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、構造物の振動を抑制するための振動抑制装置を試験する試験装置であって、振動抑制装置を支持する支持フレームと、支持フレーム及び振動抑制装置を含む振動系に、加振力としての入力変位を入力するためのアクチュエータと、入力変位と、入力変位が入力されたときの振動系の変位との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータ、及び、所定入力変位に応じて、指令変位を算出する指令変位算出手段と、指令変位に基づいてアクチュエータを制御する制御手段と、振動系の変位を検出変位として検出する変位検出手段と、入力変位が振動系に入力されているときに検出された検出変位に基づいて、モデルのモデルパラメータを同定する同定手段と、振動抑制装置の反力を検出反力として検出する反力検出手段と、モデルパラメータが同定されるとともに、入力変位が振動系に入力されているときに検出された検出反力及び検出変位に応じて、振動抑制装置の性能を評価する評価手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、振動抑制装置及びこれを支持する支持フレームを含む振動系に、加振力としての入力変位が、アクチュエータから入力される。また、入力変位と、入力変位が入力されたときの振動系の変位との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数（伝達関数の逆数）を表す逆伝達関数パラメータ、及び、所定入力変位に応じ、指令変位が指令変位算出手段によって算出されるとともに、指令変位に基づき、制御手段によって、アクチュエータが制御される。さらに、振動系の変位が検出変位として変位検出手段により検出され、振動系への入力変位の入力中に検出された検出変位に基づき、同定手段によって、モデルのモデルパラメータが同定されるとともに、振動抑制装置の反力が検出反力として、反力検出手段により検出される。また、モデルパラメータが同定されるとともに、入力変位が振動系に入力されているときに検出された検出反力及び検出変位に応じ、評価手段によって、振動抑制装置の性能が評価される。
【０００８】
このように、指令変位の算出に、入力変位と振動系の変位との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータ及び所定入力変位が用いられるとともに、このモデルのモデルパラメータが、振動系への入力変位の入力中に検出された振動系の検出変位に基づいて同定される。これにより、モデルパラメータを、前述したような支持フレームの個体差や変位検出手段で検出された検出変位に含まれるノイズなどといった種々の外乱を反映させながらリアルタイムで同定するとともに、これらの外乱を含めて振動系の伝達特性を逆伝達関数パラメータで補償しながら、指令変位を算出できるので、検出変位が所定入力変位になるように、アクチュエータを適切に制御することができる。さらに、モデルパラメータが同定されるとともに、入力変位が振動系に入力されているときに検出された検出反力及び検出変位に応じて、振動抑制装置の性能が評価される。これらの検出反力及び検出変位は、振動抑制装置の性能を良好に表すパラメータである。以上により、上記の外乱の影響を抑制しながら、振動抑制装置の性能を適切に評価することができる。
【０００９】
前記目的を達成するために、請求項２に係る発明は、振動を抑制するための振動抑制装置が設けられる構造物を試験する試験装置であって、振動抑制装置を支持する支持フレームと、支持フレーム及び振動抑制装置を含む振動系に、加振力としての入力変位を入力するためのアクチュエータと、入力変位と、入力変位が入力されたときの振動系の変位との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータ、及び、振動抑制装置が設けられた構造物を仮想化した仮想構造物に所定加振力が入力されたと仮定した場合の仮想構造物の変位に応じて、指令変位を算出する指令変位算出手段と、指令変位に基づいてアクチュエータを制御する制御手段と、振動系の変位を検出変位として検出する変位検出手段と、入力変位が振動系に入力されているときに検出された検出変位に基づいて、モデルのモデルパラメータを同定する同定手段と、振動抑制装置の反力を検出反力として検出する反力検出手段と、入力変位が振動系に入力されているときに検出された検出反力及び所定加振力に応じて、仮想構造物の変位を算出する仮想変位算出手段と、モデルパラメータが同定されているときに算出された仮想構造物の変位に基づいて、振動抑制装置が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性を評価する評価手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、振動抑制装置及びこれを支持する支持フレームを含む振動系に、加振力としての入力変位が、アクチュエータから入力される。また、入力変位と、入力変位が入力されたときの振動系の変位との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数（伝達関数の逆数）を表す逆伝達関数パラメータ、及び、振動抑制装置が設けられた構造物を仮想化した仮想構造物に所定加振力が入力されたと仮定した場合の仮想構造物の変位に応じ、指令変位算出手段によって、指令変位が算出されるとともに、指令変位に基づき、制御手段によって、アクチュエータが制御される。さらに、振動系の変位が検出変位として変位検出手段により検出され、振動系への入力変位の入力中に検出された検出変位に基づき、同定手段によって、モデルのモデルパラメータが同定される。また、振動抑制装置の反力が検出反力として、反力検出手段により検出され、振動系への入力変位の入力中に検出された検出反力及び所定加振力に応じ、仮想変位算出手段によって、仮想構造物の変位が算出される。さらに、モデルパラメータが同定されているときに算出された仮想構造物の変位に基づき、評価手段によって、振動抑制装置が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性が評価される。
【００１１】
このように、指令変位の算出に、入力変位と振動系の変位との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータ、及び、仮想構造物に所定加振力が入力されたと仮定した場合の仮想構造物の変位が用いられるとともに、このモデルのモデルパラメータが、振動系への入力変位の入力中に検出された振動系の検出変位に基づいて同定される。これにより、モデルパラメータを、前述したような支持フレームの個体差や変位検出手段で検出された検出変位に含まれるノイズなどといった種々の外乱を反映させながらリアルタイムで同定するとともに、これらの外乱を含めて振動系の伝達特性を逆伝達関数パラメータで補償しながら、指令変位を算出できるので、検出変位が仮想構造物の変位になるように、アクチュエータを適切に制御することができる。
【００１２】
また、指令変位の算出に、上述した仮想構造物の変位を用いるので、構造物の振動特性を反映させながら、当該算出を適切に行うことができる。さらに、振動系への入力変位の入力中に検出された振動抑制装置の反力である検出反力と、所定加振力に応じて、仮想構造物の変位を算出するので、振動抑制装置の反力及び所定加振力を反映させながら、当該算出を適切に行うことができる。また、モデルパラメータが同定されているときに算出された仮想構造物の変位に基づいて、振動抑制装置が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性を評価するので、当該評価を、上記の外乱の影響を抑制しながら、適切に行うことができる。さらに、この構造物の耐震性を、構造物に振動抑制装置を実際に設けずに、また、構造物を実際に加振せずに、評価することができる。
【００１３】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の試験装置において、指令変位算出手段は、モデルのモデル化誤差を補償するための誤差パラメータにさらに応じて、指令変位を算出することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、モデルのモデル化誤差を補償するための誤差パラメータにさらに応じて、指令変位が算出される。これにより、検出変位が所定入力変位又は仮想構造物の変位になるように、アクチュエータをより適切に制御でき、ひいては、請求項１又は２に係る発明による前述した効果を適切に得ることができる。
【００１５】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の試験装置において、振動抑制装置は、構造物の振動エネルギを吸収するように構成されたダンパであることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、振動抑制装置としてのダンパに関して、請求項１ないし３のいずれかで述べた効果を得ることができる。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の試験装置において、振動抑制装置は、構造物に伝達される振動を長周期化するように構成された免震装置であることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、振動抑制装置としての免震装置に関して、請求項１ないし３のいずれかで述べた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態による試験装置を、これを適用したマスダンパとともに概略的に示す図である。
【図２】図１のマスダンパの断面図である。
【図３】図１の試験装置の制御装置や、各種のセンサ、アクチュエータを示すブロック図である。
【図４】図３の制御装置の指令変位演算器などの各種の要素や、アクチュエータ、振動系を示すブロック線図である。
【図５】本発明の第２実施形態による試験装置の制御装置の各種の要素や、アクチュエータ、振動系を示すブロック線図である。
【図６】図１のマスダンパが設けられた構造物を仮想化した仮想構造物のモデル図である。
【図７】本発明の第３実施形態による試験装置を、これを適用した免震支承とともに概略的に示す図である。
【図８】図７の試験装置の制御装置や、各種のセンサなどを示すブロック図である。
【図９】図８の制御装置の指令変位演算器などの各種の要素や、アクチュエータ、振動系などを示すブロック線図である。
【図１０】本発明の第４実施形態による試験装置の制御装置の各種の要素や、アクチュエータ、振動系などを示すブロック線図である。
【図１１】図７の免震支承が設けられた構造物を仮想化した仮想構造物のモデル図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態による試験装置１を、これが適用されたマスダンパ２１とともに概略的に示している。このマスダンパ２１は、建物などの構造物の振動を抑制するためのものであり、本出願人による特許第5314201号の図３などに記載されたマスダンパと同様に構成されている。まず、このマスダンパ２１の構成及び動作について、簡単に説明する。
【００２１】
図１及び図２に示すように、マスダンパ２１は、内筒２２、ボールねじ２３、回転マス２４、及び制限機構２５を有している。内筒２２は、円筒状の鋼材で構成されている。内筒２２の一端部は開口しており、他端部は、自在継ぎ手を介して第１フランジ２６に取り付けられている。
【００２２】
また、ボールねじ２３は、ねじ軸２３ａと、ねじ軸２３ａに多数のボール２３ｂを介して回転可能に螺合するナット２３ｃを有している。ねじ軸２３ａの一端部は、上述した内筒２２の開口に収容されており、ねじ軸２３ａの他端部は、自在継ぎ手を介して第２フランジ２７に取り付けられている。また、ナット２３ｃは、軸受け２８を介して、内筒２２に回転可能に支持されている。なお、図１では便宜上、ねじ軸２３ａの符号を省略している。ねじ軸２３ａは、後述するアクチュエータ６からの加振力が入力されていないときには、図２に示す所定の中立位置にある。
【００２３】
回転マス２４は、比重の大きな材料、例えば鉄で構成され、円筒状に形成されている。また、回転マス２４は、内筒２２及びボールねじ２３を覆っており、軸受け２９を介して、内筒２２に回転可能に支持されている。回転マス２４と内筒２２の間には、一対のリング状のシール３０、３０が設けられている。これらのシール３０、３０、回転マス２４及び内筒２２によって形成された空間には、シリコンオイルで構成された粘性体３１が充填されている。
【００２４】
以上のように構成されたマスダンパ２１では、内筒２２とねじ軸２３ａの間に相対変位が発生すると、この相対変位がボールねじ２３で回転運動に変換された状態で、制限機構２５を介して回転マス２４に伝達されることによって、回転マス２４が回転する。
【００２５】
制限機構２５は、リング状の回転滑り材２５ａと、複数のねじ２５ｂ及びばね２５ｃ（２つのみ図示）で構成されている。マスダンパ２１の軸線方向に作用する荷重（以下「軸荷重」という）が、ねじ２５ｂの締付度合に応じて定まる制限荷重に達するまでは、回転マス２４は、ナット２３ｃと一体に回転する。一方、マスダンパ２１の軸荷重が制限荷重に達すると、回転滑り材２５ａとナット２３ｃ又は回転マス２４との間に滑りが発生する。
【００２６】
次に、図１、図３及び図４を参照しながら、試験装置１について説明する。以下の説明では、便宜上、図１の左右方向を「左右方向」とする。図１に示すように、試験装置１は、井桁状に一体に設けられた上下左右のフレーム２、３、４、５と、マスダンパ２１を含む後述する振動系Ｓに加振力を入力するためのアクチュエータ６と、アクチュエータ６をマスダンパ２１に連結するための連結部材７と、連結部材７を下フレーム３上に左右方向に移動可能に支持するガイド機構８を備えている。連結部材７、ガイド機構８及びマスダンパ２１は、上下左右のフレーム２〜５で区画された空間に配置されている。
【００２７】
アクチュエータ６は、例えばソレノイドで構成されており、左フレーム４に取り付けられた本体部６ａと、後述するロードセル１１を介して連結部材７に連結されたプランジャ６ｂを有している。アクチュエータ６は、後述する制御装置１５（図３参照）で制御され、それにより、プランジャ６ｂから加振力が出力される。なお、アクチュエータ６として、他の適当なアクチュエータ、例えば油圧アクチュエータを用いてもよい。
【００２８】
上記の各フレーム２〜５及び連結部材７は、鋼材で構成されている。右フレーム５には、鋼材で構成された連結部材９を介して、前述したマスダンパ２１の第１フランジ２６が連結されており、マスダンパ２１の軸線は、左右方向に延びている。なお、連結部材９を省略して、第１フランジ２６を右フレーム５に直接、連結してもよい。また、連結部材７は、下フレーム３の左右方向の中央部に配置されており、連結部材７の右面、すなわちアクチュエータ６と反対側の面には、マスダンパ２１の第２フランジ２７が取り付けられている。
【００２９】
前記ガイド機構８は、下フレーム３の上面の左右方向の中央部に取り付けられ、左右方向に延びるレール８ａと、レール８ａに、複数のボール（図示せず）を介して係合するスライド部材８ｂを有している。スライド部材８ｂは、レール８ａに対して左右方向にのみ移動可能であり、回転不能である。スライド部材８ｂの上面には、連結部材７が取り付けられている。
【００３０】
試験装置１はさらに、連結部材７とアクチュエータ６の間に設けられたロードセル１１と、連結部材７の右面に取り付けられた変位センサ１２と、前記制御装置１５を備えている。ロードセル１１は、例えばひずみゲージ式のものであり、連結部材７に作用する荷重を、マスダンパ２１の反力（以下「ダンパ反力」という）Ｆとして検出し、その検出信号を制御装置１５に出力する。なお、ロードセル１１として、静電容量式のものや他の適当なタイプのものを用いてもよい。また、連結部材７を省略して、アクチュエータ６のプランジャ６ｂを、ロードセル１１を介して第２フランジ２７に連結してもよい。
【００３１】
変位センサ１２は、例えばレーザー式のものであり、マスダンパ２１の内筒２２に対するねじ軸２３ａの変位（以下「ダンパ変位」という）ｙを検出し、その検出信号を制御装置１５に出力する。なお、変位センサ１２として、接触式のものや他の適当なタイプのものを用いてもよい。
【００３２】
以上の構成の試験装置１では、アクチュエータ６の加振力としての入力変位ｕｉｎが、連結部材７、マスダンパ２１、連結部材９及び右フレーム５を含む振動系Ｓに入力される。制御装置１５は、マスダンパ２１の性能を評価するための評価処理を実行し、その実行中、アクチュエータ６の入力変位ｕｉｎを制御する。以下、制御装置１５及び評価処理について、詳細に説明する。
【００３３】
図４に示すように、制御装置１５は、指令変位演算器１５ａ、誤差パラメータ演算器１５ｂ、同定器１５ｃ、処理装置１５ｄ、及び評価器１５ｅを有している。指令変位演算器１５ａ、誤差パラメータ演算器１５ｂ、同定器１５ｃ及び評価器１５ｅは、例えば、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭを有するパーソナルコンピュータで構成されている。処理装置１５ｄは、プロセッサやＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを有しており、例えばｄＳＰＡＣＥ  Ｊａｐａｎ株式会社のＭｉｃｒｏＬａｂＢｏｘで構成されている。また、上記のパーソナルコンピュータは、処理装置１５ｄと、ＬＡＮケーブルなどを介して、データを相互に授受可能に接続されている。
【００３４】
上記の評価処理は、所定時間Δｔ（例えば１／２０００ｓｅｃ）ごとに繰り返し実行され、その実行中、上記の指令変位演算器１５ａなどの各種の要素において、各種のパラメータの演算やマスダンパ２１の性能の評価が行われる。次に、評価処理の実行中に制御装置１５の各種の要素で行われる動作を、指令変位演算器１５ａから順に説明する。なお、以下の説明では、記号（ｔ）付のデータは、上記の所定時間Δｔごとにサンプリング（又は算出）された離散データであることを示しており、記号ｔは各離散データのサンプリングサイクルの順番を表している。例えば、記号ｔは今回のサンプリングタイミングでサンプリングされた値であることを、記号ｔ−ｎはｎ回前のサンプリングタイミングでサンプリングされた値であることを、それぞれ示している。また、記号（ｔ）付きのデータは、制御装置１５のＲＡＭに順次、記憶され、更新される。なお、図３及び図４では、便宜上、各離散データにおける記号（ｔ）を省略している。
【００３５】
指令変位演算器１５ａは、次式（１）によって、指令変位ｕ（ｔ）を算出する。この指令変位ｕ（ｔ）は、アクチュエータ６の入力変位ｕｉｎ（ｔ）の指令値であり、アクチュエータ６は、後述するように指令変位ｕ（ｔ）に基づいて制御される。算出された指令変位ｕ（ｔ）は、処理装置１５ｄに出力される。
ｕ(ｔ)＝ｘ０(ｔ){ｕ(ｔ−１)／[ｚ(ｔ−１)Tθ]}−ｒ(ｔ−１)      ……（１）
ただし、z(t-1)T＝[−y(t-2)、…、−y(t-n)、u(t-2)、…、u(t-n)]
θT＝[a1、…、an、b1、…、bn]
【００３６】
ここで、ｘ０（ｔ）は、所定入力変位であり、制御装置１５のＲＯＭに記憶された所定の地震波の変位を、所定時間Δｔごとに読み出したものである。また、ｚ（ｔ−１）は、ダンパ変位ｙ及び指令変位ｕの複数の過去値ｙ（ｔ−２）、…、ｙ（ｔ−ｎ）、ｕ（ｔ−２）、…、ｕ（ｔ−ｎ）をベクトル形式で表したものであり、ｚ（ｔ−１）Tはｚ（ｔ−１）の転置行列である。さらに、θは、モデルパラメータａ1、…、ａn、ｂ1、…、ｂnのベクトルであって、θTはθの転置行列であり、ベクトルθは、上記の同定器１５ｃにより後述するようにして算出される。なお、図４では、便宜上、モデルパラメータａ1、…、ａn、ｂ1、…、ｂnを簡略化して「ａ，ｂ」で表しており、このことは、以下の説明でも同様に当てはまる。また、ｒ（ｔ−１）は、誤差パラメータの前回値であり、前記誤差パラメータ演算器１５ｂにより後述するようにして算出される。
【００３７】
なお、指令変位ｕ（ｔ）の演算が評価処理の開始後の１回目の演算であるとき、及び２回目の演算であるときには、式（１）の右辺の第２項（ｕ（ｔ−１）／ｚ（ｔ−１）T・θ）及び第３項（ｒ（ｔ−１））として、それぞれ別個の所定値が用いられる。また、指令変位ｕ（ｔ）の演算回数が３回以上で、ｎ回に達するまでは、指令変位ｕ（ｔ）の演算は、１回目から現在までに得られたデータを用いて行われ、後述するベクトルθの演算に次いで行われる。
【００３８】
誤差パラメータ演算器１５ｂは、次式（２）によって、誤差パラメータｒ（ｔ）を算出する。
ｒ(ｔ)＝ｙ(ｔ)−ｚ(ｔ)T・θ                                  ……（２）
【００３９】
なお、誤差パラメータｒ（ｔ）の演算は、評価処理の開始後の１回目については行われず、２回目以降は、指令変位ｕ（ｔ）の演算及び後述するベクトルθの演算に次いで、行われる。また、誤差パラメータｒ（ｔ）の演算回数が２回以上で、ｎ回に達するまでは、誤差パラメータｒ（ｔ）の演算は、１回目から今回までに得られたデータを用いて行われる。
【００４０】
次に、上記の式（１）及び（２）の詳細について説明する。まず、指令変位ｕ（ｔ）が前記入力変位ｕｉｎ（ｔ）であるとみなすとともに、振動系Ｓが外乱の影響を受けないと仮定した場合のダンパ変位をｗ（ｔ）とすると、指令変位ｕ（ｔ）とダンパ変位ｙ（ｔ）との関係は、このｗ（ｔ）や、振動系Ｓが受ける外乱を表す外乱パラメータｖ（ｔ）を用いて、次式（３−１）及び式（３−２）のような差分方程式で表される。前述したように、ａi及びｂiはモデルパラメータである。
【数１】
0006695634.tif 000002
ｙ(ｔ)＝ｗ（ｔ）＋ｖ（ｔ）                                ……（３−２）
【００４１】
また、指令変位ｕ（ｔ）（＝入力変位ｕｉｎ（ｔ））とダンパ変位ｙ（ｔ）との関係を定義したモデルは、上記の式（３−１）及び式（３−２）を変形することによって得られた次式（４）で表される。
【数２】
0006695634.tif 000003
この式（４）から明らかなように、誤差パラメータｒ（ｔ）は、振動系Ｓが受ける外乱に起因するモデル化誤差を補償するためのパラメータである。
【００４２】
また、式（４）をベクトル形式で表すと、次式（５）になる。この式（５）を変形すれば、前記式（２）が得られる。
ｙ（ｔ）＝ｚ（ｔ）T・θ＋ｒ（ｔ）                            ……（５）
【００４３】
さらに、式（５）より、振動系Ｓの入力変位ｕｉｎ（ｔ）（指令変位ｕ（ｔ））とダンパ変位ｙ（ｔ）との関係を定義するモデルの伝達関数を表す伝達関数パラメータＴｆ（ｔ）は、式（５）の右辺の第１項を指令変位ｕ（ｔ）で除算した次式（６）で表される。
Ｔｆ（ｔ）＝ｚ(ｔ)T・θ／ｕ(ｔ)                              ……（６）
【００４４】
また、振動系Ｓの上記のモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータＴｆ-1（ｔ）は、式（６）の逆数になり、次式（７）で表される。
Ｔｆ-1（ｔ）＝ｕ(ｔ)／{ｚ(ｔ)T・θ}                          ……（７）
【００４５】
前記式（１）の右辺の第２項は、この式（７）との比較から明らかなように、逆伝達関数パラメータの前回値Ｔｆ-1（ｔ−１）である。また、式（１）に示すように、所定入力変位ｘ０（ｔ）に、逆伝達関数パラメータの前回値Ｔｆ-1（ｔ−１）を乗算した値から、誤差パラメータの前回値ｒ（ｔ−１）を減算することによって、指令変位ｕ（ｔ）が算出される。
【００４６】
前記同定器１５ｃは、モデルパラメータａ、ｂのベクトルθTを、例えば最小二乗法によって逐次、算出する。具体的には、ベクトルθTを、次式（８）に示す誤差パラメータｒ（ｔ）の二乗和Ｊ（θ）を最小化するようにして算出する。ここで、ρは所定の忘却係数であり、この忘却係数ρを用いることによって、過去のデータの忘却効果を得ることができる。ここで、Ｎは所定のデータ数である。
【数３】
0006695634.tif 000004
【００４７】
この二乗和Ｊ（θ）を最小化するには、二乗和Ｊ（θ）をベクトルθで偏微分した値が値０になればよいので、ベクトルθとして、その最小二乗推定値は、次式（９）で表される。
【数４】
0006695634.tif 000005
【００４８】
この場合、ベクトルθは、ｎ個のデータから得るために、その前回値θ(ｔ−１)と、現在のデータ（ｔ）を用い、次式（１０）によって算出される。Ｐ(ｔ)及びＬ(ｔ)はそれぞれ、２ｎ×２ｎの行列及び２ｎ×１のベクトルを示す。また、ε(ｔ)は同定誤差である。以上により、評価処理の実行中、モデルパラメータａ、ｂがリアルタイムで逐次、同定される。
θ＝θ(ｔ−１)＋Ｌ(ｔ)・ε(ｔ)                              ……（１０）
ここで、ε(t)＝y(t)−z(t)T・θ(t-1)
L(t)＝{P(t-1)・z(t)}／{ρ＋z(t)T・P(t-1)・z(t)}
P(t)＝1／ρ{P(t-1)−[P(t-1)・z(t)・z(t)T・P(t-1)]
／[ρ＋z(t)T・P(t-1)・z(t)]}
【００４９】
なお、ベクトルθの演算は、評価処理の開始後の１回目については行われず、２回目では、ベクトルの前回値θ（ｔ−１）として、所定値が用いられる。また、ベクトルθの演算回数が３回以上で、ｎ回に達するまでは、ベクトルθの演算は、１回目から今回までに得られたデータを用いて行われる。
【００５０】
前記処理装置１５ｄは、指令変位演算器１５ａから入力された指令変位ｕ（ｔ）に基づく制御信号を、アクチュエータ６に出力する。これにより、アクチュエータ６から振動系Ｓに入力される入力変位ｕｉｎ（ｔ）が、指令変位ｕ（ｔ）になるように制御される。また、処理装置１５ｄには、検出されたダンパ変位ｙ（ｔ）及びダンパ反力Ｆ（ｔ）が入力される。処理装置１５ｄは、入力されたダンパ変位ｙ（ｔ）をそのまま、誤差パラメータ演算器１５ｂ、同定器１５ｃ及び評価器１５ｅに出力するとともに、入力されたダンパ反力Ｆ（ｔ）をそのまま、評価器１５ｅに出力する。
【００５１】
評価器１５ｅは、入力されたダンパ変位ｙ（ｔ）及びダンパ反力Ｆ（ｔ）を用いて、マスダンパ２１の性能を評価する。具体的には、マスダンパ２１の回転マス２４、粘性体３１及びボールねじ２３の性能を、次のようにして評価する。すなわち、回転マス２４の性能を評価する場合には、まず、ダンパ変位ｙ（ｔ）を２回微分することによって、ダンパ加速度ＤＡ（ｔ）を算出する。次いで、算出されたダンパ加速度ＤＡ（ｔ）に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、回転マス２４用の第１しきい値ＦＭＲＥ１（ｔ）及び第２しきい値ＦＭＲＥ２（ｔ）（＜ＦＭＲＥ１）を算出する。次に、ダンパ反力Ｆ（ｔ）が、算出された第１及び第２しきい値ＦＭＲＥ１（ｔ）、ＦＭＲＥ２（ｔ）で規定される所定の範囲内にあるときには、回転マス２４の性能が高いと評価され、この所定の範囲内にないときには、回転マス２４の性能が低いと評価される。
【００５２】
また、粘性体３１の性能を評価する場合には、まず、ダンパ変位ｙ（ｔ）を１回微分することによって、ダンパ速度ＤＶ（ｔ）を算出する。次いで、算出されたダンパ速度ＤＶ（ｔ）に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、粘性体３１用の第１しきい値ＦＶＲＥ１（ｔ）及び第２しきい値ＦＶＲＥ２（ｔ）（＜ＦＶＲＥ１）を算出する。次に、ダンパ反力Ｆ（ｔ）が、算出された第１及び第２しきい値ＦＶＲＥ１（ｔ）、ＦＶＲＥ２（ｔ）で規定される所定の範囲内にあるときには、粘性体３１の性能が高いと評価され、この所定の範囲内にないときには、粘性体３１の性能が低いと評価される。
【００５３】
さらに、ボールねじ２３の性能を評価する場合には、まず、ダンパ変位ｙ（ｔ）に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、ボールねじ２３用の第１しきい値ＦＢＲＥ１（ｔ）及び第２しきい値ＦＢＲＥ２（ｔ）（＜ＦＢＲＥ１）を算出する。次に、ダンパ反力Ｆ（ｔ）が、算出された第１及び第２しきい値ＦＢＲＥ１（ｔ）、ＦＢＲＥ２（ｔ）で規定される所定の範囲内にあるときには、ボールねじ２３の性能が高いと評価され、この所定の範囲内にないときには、ボールねじ２３の性能が低いと評価される。
【００５４】
なお、上述した評価器１５ｅによるマスダンパ２１の性能の評価は、指令変位演算器１５ａによる指令変位ｕ（ｔ）の演算回数がｎ回以上になり、同定器１５ｃによるモデルパラメータａ、ｂのベクトルθの演算が、ｎ個のデータを用いて少なくとも１回、行われた以降に行われる。また、評価器１５ｅによる評価が終了すると、評価処理の実行が停止される。
【００５５】
以上のように、第１実施形態によれば、マスダンパ２１及びこれを支持する右フレーム５を含む振動系Ｓに、加振力としての入力変位ｕｉｎ（ｔ）が、アクチュエータ６から入力される。また、入力変位ｕｉｎ（ｔ）と、ｕｉｎ（ｔ）が入力されたときのダンパ変位ｙ（ｔ）との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数（伝達関数の逆数）を表す逆伝達関数パラメータＴｆ-1（ｔ）、及び、所定入力変位ｘ０（ｔ）に応じ、指令変位演算器１５ａによって、指令変位ｕ（ｔ）が算出されるとともに、ｕ（ｔ）に基づき、処理装置１５ｄによって、アクチュエータ６が制御される。さらに、振動系Ｓの変位としてのダンパ変位ｙ（マスダンパ２１の内筒２２に対するねじ軸２３ａの変位）が、変位センサ１２で検出され、振動系Ｓへの入力変位ｕｉｎ（ｔ）の入力中に検出されたダンパ変位ｙ（ｔ）に基づき、同定器１５ｃによって、モデルのモデルパラメータａ、ｂがリアルタイムで逐次、同定されるとともに、ダンパ反力Ｆ（マスダンパ２１の反力）が、ロードセル１１で検出される。また、モデルパラメータａ、ｂが同定されるとともに、入力変位ｕｉｎ（ｔ）が振動系Ｓに入力されているときに検出されたダンパ反力Ｆ（ｔ）及びダンパ変位ｙ（ｔ）に応じ、評価器１５ｅによって、マスダンパ２１の性能が評価される。
【００５６】
このように、指令変位ｕ（ｔ）の算出に、上述した逆伝達関数パラメータＴｆ-1（ｔ）及び所定入力変位ｘ０（ｔ）が用いられるとともに、モデルのモデルパラメータａ、ｂが、振動系Ｓへの入力変位ｕｉｎ（ｔ）の入力中に検出されたダンパ変位ｙ（ｔ）に基づいて同定される。これにより、モデルパラメータａ、ｂを、右フレーム５などの個体差や変位センサ１２で検出されたダンパ変位ｙ（ｔ）に含まれるノイズなどといった種々の外乱を反映させながらリアルタイムで同定するとともに、これらの外乱を含めて振動系Ｓの伝達特性を逆伝達関数パラメータＴｆ-1（ｔ）で補償しながら、指令変位ｕ（ｔ）を算出できるので、ダンパ変位ｙ（ｔ）が所定入力変位ｘ０（ｔ）になるように、アクチュエータ６を適切に制御することができる。さらに、モデルパラメータａ、ｂが同定されるとともに、入力変位ｕｉｎ（ｔ）が振動系Ｓに入力されているときに検出されたダンパ反力Ｆ（ｔ）及びダンパ変位ｙ（ｔ）に応じて、マスダンパ２１の性能が評価される。以上により、上記の外乱の影響を抑制しながら、マスダンパ２１の性能を適切に評価することができる。
【００５７】
さらに、モデルのモデル化誤差を補償するための誤差パラメータｒ（ｔ）にさらに応じて、指令変位ｕ（ｔ）が算出される。これにより、ダンパ変位ｙ（ｔ）が所定入力変位ｘ０（ｔ）になるように、アクチュエータ６をより適切に制御でき、ひいては、上述した効果を適切に得ることができる。
【００５８】
次に、図５を参照しながら、本発明の第２実施形態による試験装置について説明する。第２実施形態による試験装置は、第１実施形態と比較して、その制御装置４１の構成が異なっており、試験装置では、マスダンパ２１が所定の構造物に設けられたと仮定した場合の当該構造物の耐震性が評価される。図５において、第１実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００５９】
具体的には、図４と図５の比較から明らかなように、制御装置４１は、制御装置１５と比較して、応答変位演算器４１ａ及びフィルタ４１ｂをさらに備えるとともに、指令変位演算器４１ｃ及び評価器４１ｄの構成が異なっている。応答変位演算器４１ａは、所定の地震波が図６に示す仮想構造物ＶＳに入力されたと仮定した場合の仮想構造物ＶＳの水平方向の変位である応答変位ｘ（ｔ）を、以下に述べるようにして算出する。この仮想構造物ＶＳは、ダンパ２１が設けられた所定の高層の建物である構造物を、図６に示すような１自由度系の構造物に仮想化したものである。なお、図５及び図６では、便宜上、応答変位ｘ（ｔ）の記号（ｔ）を省略している。
【００６０】
ここで、仮想構造物ＶＳの質量をＭとし、仮想構造物ＶＳの減衰係数及び水平剛性をそれぞれ、Ｃ及びＫとする。また、応答変位ｘの１回微分値を応答速度ｖｅとし、応答変位ｘの２回微分値を応答加速度ａｃとする。仮想構造物ＶＳの運動方程式は、これらのパラメータ及びダンパ反力Ｆ（ｔ）を用いて、次式（１１）で表される。
Ｍ・ａｃ(ｔ)＋Ｃ・ｖｅ(ｔ)＋Ｋ・ｘ(ｔ)＋Ｆ（ｔ）
＝−Ｍ・Ａ０(ｔ)                                            ……（１１）
ここで、Ａ０（ｔ）は、所定の地震波により仮想構造物ＶＳに入力される入力加速度であり、制御装置４１のＲＯＭから所定時間Δｔごとに読み出される。なお、図５及び図６では、便宜上、ダンパ反力Ｆ（ｔ）及び入力加速度Ａ０（ｔ）の記号（ｔ）を省略している。この式（１１）における右辺のＭ・Ａ０(ｔ)が、特許請求の範囲の請求項２に記載された「所定加振力」に相当する。
【００６１】
また、この式（１１）から、平均加速度法より、次式（１２）、（１３）及び（１４）が成立する。ここで、Δｔは前述した所定時間である。
ｘ(ｔ)＝ｘ(ｔ−１)＋ｖｅ(ｔ）・Δｔ
＋{ａｃ(ｔ−１)＋ａｃ(ｔ)}Δｔ2／４               ……（１２）
ｖｅ(ｔ)＝ｖｅ(ｔ−１)＋{ａｃ(ｔ−１)＋ａｃ(ｔ)}Δｔ／２    ……（１３）
ａｃ(ｔ)＝−{Ｃ・ｖｅ(ｔ)／Ｍ}−{Ｋ・ｘ(ｔ)／Ｍ}
−{Ｆ(ｔ)／Ｍ}−Ａ０(ｔ)                          ……（１４）
【００６２】
応答変位ｘ（ｔ）は、これらの式（１２）〜（１４）の三元連立方程式を解くことによって算出される。この場合、ダンパ反力Ｆ（ｔ）に代えて、フィルタリング値ＦＦ（ｔ）が用いられ、このフィルタリング値ＦＦ（ｔ）は、前記フィルタ４１ｂによってフィルタリングされたマスダンパ反力Ｆ（ｔ）である。また、仮想構造物ＶＳの質量Ｍ、減衰係数Ｃ及び水平剛性Ｋは、制御装置４１のＲＯＭから読み出される。
【００６３】
なお、応答変位ｘ（ｔ）の演算が、制御装置４１による評価処理の開始後の１回目の演算であるときには、式（１４）において−{Ｆ(ｔ)／Ｍ}＝０とし、式（１３）において、ｖｅ（ｔ−１）及びａｃ（ｔ−１）を値０とするとともに、式（１２）において、ｘ（ｔ−１）及びａｃ（ｔ−１）を値０として、応答変位ｘ（ｔ）が算出される。
【００６４】
また、仮想構造物ＶＳを多自由度系であるとみなす場合には、応答変位ｘ（ｔ）を次のようにして算出してもよい。すなわち、この場合、１自由度系の場合のパラメータをベクトルに、係数をマトリクスに、それぞれ置き換えて、当該算出を行う。また、一般的な建物の減衰係数や水平剛性は、非線形な特性を有しており、一般的なダンパの反力も、非線形な特性を有する。そこで、これらの特性を、比較的短い所定時間Δｔ内では一定であるとみなすとともに、応答変位ｘ（ｔ）の増分に対して線形方程式を解く、いわゆる増分法によって応答変位ｘを算出する。ここで、前記式（１１）を増分表現すると、次式（１５）で表される。
[Ｍ]{Δａｃ}＋[Ｃ]{Δｖｅ}＋[Ｋ]{Δｘ}＋[ΔＦ]＝−[Ｍ]{１}ΔＡ０                                                                            ……（１５）
【００６５】
ここで、Δｘは増分応答変位であり、Δｘ＝ｘ(ｔ)−ｘ(ｔ−１)である。また、Δｖｅ及びΔａｃはそれぞれ、増分応答速度及び増分応答加速度であり、Δｖｅ＝ｖｅ(ｔ)−ｖｅ(ｔ−１)、Δａｃ＝ａｃ(ｔ)−ａｃ(ｔ−１)である。さらに、ΔＦ及びΔＡ０はそれぞれ、増分ダンパ反力及び増分入力加速度であり、ΔＦ＝Ｆ（ｔ）−Ｆ（ｔ−１）、ΔＡ０＝Ａ０（ｔ）−Ａ０（ｔ−１）である。
【００６６】
また、増分応答変位Δｘ、増分応答速度Δｖｅ及び増分応答加速度Δａｃはそれぞれ、次の式（１６）、式（１７）及び式（１８）で表される。
{Δｘ}＝{ｖｅ(ｔ)}Δｔ＋{ａｃ(ｔ)}Δｔ2／２＋{Δａｃ}Δｔ2／４  
……（１６）
{Δｖｅ}＝{ａｃ(ｔ)}Δｔ＋{Δａｃ}Δｔ／２                  ……（１７）
{Δａｃ}＝−[Ｍ]-1[Ｃ]{Δｖｅ}−[Ｍ]-1[Ｋ]{Δｘ}
−[Ｍ]-1[ΔＦ]−{１}ΔＡ０                        ……（１８）
これらの式（１６）〜（１８）を解くことによって、増分変位Δｘを算出するとともに、算出された増分変位Δｘを応答変位の前回値ｘ（ｔ−１）に加算することによって、今回の応答変位ｘ（ｔ）が算出される。この場合にも、ダンパ反力Ｆ（ｔ）に代えて、フィルタリング値ＦＦ（ｔ）が用いられる。
【００６７】
なお、応答変位ｘ（ｔ）の演算が評価処理の開始後の１回目の演算であるときには、式（１８）において、−[Ｍ]-1[ΔＦ]を値０とし、式（１７）において、{ａｃ(ｔ)}＝{Δａｃ}とするとともに、式（１６）において、{ｖｅ(ｔ)}＝{Δｖｅ}、及び{ａｃ(ｔ)}＝{Δａｃ}として、応答変位ｘ（ｔ）が算出される。
【００６８】
前記フィルタ４１ｂは、ローパスフィルタであり、ダンパ反力Ｆ（ｔ）をフィルタリングすることにより、ダンパ反力Ｆ（ｔ）のうちのノイズ成分、すなわち所定周波数よりも高い周波数成分を除去することによって、フィルタリング値ＦＦ（ｔ）を算出する。
【００６９】
指令変位演算器４１ｃは、上述した応答変位ｘ（ｔ）を用い、前記式（１）の所定入力変位ｘ０（ｔ）をｘ（ｔ）に置き換えた次式（１９）によって、指令変位ｕ（ｔ）を算出する。この式（１９）の右辺の第２項は、第１実施形態で説明した逆伝達関数の前回値Ｔｆ-1（ｔ−１）である。
ｕ(ｔ)＝ｘ（ｔ）{ｕ(ｔ−１)／[ｚ(ｔ−１)T・θ]}−ｒ(ｔ−１)  ……（１９）
【００７０】
評価器４１ｄは、応答変位演算器４１ａで算出された応答変位ｘ（ｔ）が所定のしきい値ｘＲＥＦ（ｔ）以下であるときには、仮想構造物ＶＳに相当する構造物、すなわち、マスダンパ２１が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性が高いと評価する。一方、応答変位ｘ（ｔ）がこのしきい値ｘＲＥＦ（ｔ）よりも大きいときには、この構造物の耐震性が低いと評価する。しきい値ｘＲＥＦ（ｔ）は、評価処理が実行されるごとに、制御装置４１のＲＯＭから読み出される。
【００７１】
なお、上述した評価器４１ｄによる構造物の評価は、指令変位演算器４１ｃによる指令変位ｕ（ｔ）の演算回数がｎ回以上になった後に行われる。また、評価器４１ｄによる評価が終了すると、評価処理の実行が停止される。
【００７２】
また、処理装置１５ｄは、入力されたダンパ変位ｙ（ｔ）を、評価器４１ｄには出力せずに、誤差パラメータ演算器１５ｂ、同定器１５ｃ及び指令変位演算器４１ｃに出力する。また、処理装置１５ｄは、入力されたダンパ反力Ｆ（ｔ）をそのまま、評価器４１ｄには出力せずに、フィルタ４１ｂに出力する。
【００７３】
以上のように、第２実施形態によれば、第１実施形態の場合と同様、振動系Ｓに、加振力としての入力変位ｕｉｎ（ｔ）が、アクチュエータ６から入力される。また、前記逆伝達関数パラメータＴｆ-1（ｔ）（{ｕ(ｔ−１)／[ｚ(ｔ−１)T・θ]}）、及び、マスダンパ２１が設けられた構造物を仮想化した仮想構造物ＶＳに所定加振力（Ｍ・Ａ０（ｔ））が入力されたと仮定した場合の仮想構造物ＶＳの応答変位ｘ（ｔ）に応じ、指令変位演算器４１ｃによって、指令変位ｕ（ｔ）が算出されるとともに、指令変位ｕ（ｔ）に基づき、処理装置１５ｄによって、アクチュエータ６が制御される。さらに、振動系Ｓへの入力変位ｕｉｎ（ｔ）の入力中に検出されたダンパ変位ｙ（ｔ）に基づき、同定器１５ｃによって、モデルのモデルパラメータａ、ｂがリアルタイムで逐次、同定される。
【００７４】
また、振動系Ｓへの入力変位ｕｉｎ（ｔ）の入力中に検出されたダンパ反力Ｆ（ｔ）及び上記の所定加振力に応じ、応答変位演算器４１ａによって、応答変位ｘ（ｔ）が算出される。さらに、モデルパラメータａ、ｂが同定されているときに算出された応答変位ｘ（ｔ）に基づき、評価器４１ｄによって、マスダンパ２１が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性が評価される。
【００７５】
上述した指令変位ｕ（ｔ）の算出及びモデルパラメータａ、ｂの同定により、モデルパラメータａ、ｂを、第１実施形態で述べた種々の外乱を反映させながらリアルタイムで同定するとともに、これらの外乱を含めて振動系Ｓの伝達特性を逆伝達関数パラメータで補償しながら、指令変位ｕ（ｔ）を算出できるので、ダンパ変位ｙ（ｔ）が応答変位ｘ（ｔ）になるように、アクチュエータ６を適切に制御することができる。
【００７６】
また、指令変位ｕ（ｔ）の算出に、上述した仮想構造物の応答変位ｘ（ｔ）を用いるので、構造物の振動特性を反映させながら、当該算出を適切に行うことができる。さらに、振動系Ｓへの入力変位ｕｉｎ（ｔ）の入力中に検出されたダンパ反力Ｆ（ｔ）と、所定加振力に応じて、応答変位ｘ（ｔ）を算出するので、マスダンパ２１の反力及び所定加振力を反映させながら、当該算出を適切に行うことができる。また、モデルパラメータａ、ｂが同定されているときに算出された応答変位ｘ（ｔ）に基づいて、マスダンパ２１が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性を評価するので、当該評価を、上記の外乱の影響を抑制しながら、適切に行うことができる。さらに、この構造物の耐震性を、構造物にマスダンパ２１を実際に設けずに、また、構造物を実際に加振せずに、評価することができる。
【００７７】
また、第１実施形態の場合と同様、モデルのモデル化誤差を補償するための誤差パラメータｒ（ｔ）にさらに応じて、指令変位ｕ（ｔ）を算出するので、ダンパ変位ｙ（ｔ）が仮想構造物ＶＳの応答変位ｘ（ｔ）になるように、アクチュエータ６をより適切に制御でき、ひいては、上述した効果を適切に得ることができる。
【００７８】
次に、図７を参照しながら、本発明の第３実施形態による試験装置５１について説明する。以下の説明では、便宜上、図７の左右方向を「左右方向」とし、奥行き方向を「前後方向」とする。この試験装置５１は、後述する上下の免震支承７１Ｕ、７１Ｄの性能を評価するものである。試験装置５１は、不動の反力床（図示せず）に固定された、比較的厚い矩形板状の底盤５２と、底盤５２の左側の２つ隅部に接合され、底盤５２から上方に延びる前後一対の左柱５３（後ろ側のもののみ図示）と、底盤５２の右側の２つの隅部に接合され、底盤５２から上方に延びる前後一対の右柱５４（後ろ側のもののみ図示）と、底盤５２の上方に配置されるとともに、前後の左柱５３及び前後の右柱５４に接合された、比較的厚い矩形板状の天盤５５を備えている。左柱５３は、左右方向に互いに平行に延びる複数の鋼材５６を介して、不動の反力壁（図示せず）に固定されている。
【００７９】
また、前後の左柱５３及び天盤５５には、左連結部材５７Ｌが、前後の右柱５３及び天盤５５には、右連結部材５７Ｒが、それぞれ接合されている。左右の連結部材５７Ｌ、５７Ｒはそれぞれ、前後の左柱５３の間及び前後の右柱５４の間に前後方向に延びており、両者５７Ｌ、５７Ｒはいずれも、天盤５５から下方に延びている。なお、図７では、左右の連結部材５７Ｌ、５７Ｒのハッチングを省略している。また、以下の説明では、底盤５２、左右の柱５３、５４、天盤５５、鋼材５６、及び左右の連結部材５７Ｌ、５７Ｒを総称して適宜、「支持フレーム５２〜５７」という。
【００８０】
また、試験装置５１は、免震支承７１Ｕ、７１Ｄに鉛直方向の荷重を作用させるための鉛直アクチュエータ５８と、鉛直アクチュエータ５８を免震支承７１Ｕに連結するための矩形板状の載荷盤５９と、載荷盤５９を左右の連結部材５６Ｌ、５６Ｒに沿って上下方向にそれぞれ案内する左右一対のガイド機構６０Ｌ、６０Ｒを備えている。これらの鉛直アクチュエータ５８、載荷盤５９及びガイド機構６０Ｌ、６０Ｒは、支持フレーム５２〜５７で囲まれた空間内に配置されている。
【００８１】
また、鉛直アクチュエータ５８は、第１実施形態のアクチュエータ６と同様、例えばソレノイドで構成されており、本体部及びプランジャを有している。鉛直アクチュエータ５８から出力される荷重（以下「アクチュエータ出力荷重」という）は、後述する制御装置７５によって制御される。なお、鉛直アクチュエータ５８として、他の適当なアクチュエータ、例えば、油圧式のジャッキや、油圧以外の流体圧を用いるジャッキなどを用いてもよい。
【００８２】
また、鉛直アクチュエータ５８の上記の本体部は、天盤５５の底面に同心状に取り付けられており、鉛直アクチュエータ５８のプランジャには、後述する第１ロードセル８１を介して、載荷盤５９が同心状に連結されている。各ガイド機構６０Ｌ（６０Ｒ）は、上下方向に延びるレール６０ａと、レール６０ａに、複数のボール（図示せず）を介して係合するスライド部材６０ｂを有している。スライド部材６０ｂは、レール６０ａに対して、上下方向にのみ移動可能である。左側のガイド機構６０Ｌのレール６０ａ及び右側のガイド機構６０Ｒのレール６０ａは、左連結部材５６Ｌの右側面及び右連結部材５６Ｒの左側面にそれぞれ取り付けられており、左側のガイド機構６０Ｌのスライド部材６０ｂ及び右側のガイド機構６０Ｒのスライド部材６０ｂは、載荷盤５９の左端部及び右端部にそれぞれ取り付けられている。
【００８３】
さらに、試験装置５１は、免震支承７１Ｕ、７１Ｄを含む後述する振動系Ｓ’に水平方向（左右方向）の加振力を入力するための水平アクチュエータ６１及び加振板６２を備えている。水平アクチュエータ６１は、鉛直アクチュエータ５８と同様、例えばソレノイドで構成されており、前記反力壁に固定された本体部６１ａと、本体部６１ａに対して左右方向に移動可能なプランジャ６１ｂを有している。水平アクチュエータ６１は、制御装置７５で制御され、それにより、プランジャ６１ｂから加振力が出力される。加振板６２は、矩形板状に形成され、後述する第２ロードセル８２を介してプランジャ６１ｂの右端部に連結されており、載荷盤５９と底盤５２の間に位置している。加振板６２は、水平アクチュエータ６１からの加振力が入力されることによって、底盤５２に対して左右方向に往復移動する。なお、水平アクチュエータ６１として、他の適当なアクチュエータ、例えば油圧アクチュエータを用いてもよい。
【００８４】
前記免震支承７１Ｕ、７１Ｄの各々は、いわゆるリニアガイドタイプのものであり、適用された構造物に伝達される振動を長周期化するように構成されたものである。各免震支承７１Ｕ（７１Ｄ）は、矩形板状の基部７１ａと、基部７１ａと対向する矩形板状の支持部７１ｂと、基部７１ａに一体に設けられるとともに、基部７１ａと支持部７１ｂの間を前後方向に延びる第１レール７１ｃと、支持部７１ｃに一体に設けられるとともに、基部７１ａと支持部７１ｂの間を左右方向に延びる第２レール７１ｄと、第１及び第２レール７１ｃ、７１ｄに多数のボール（図示せず）を介して係合するスライド部材７１ｅを有している。免震支承７１Ｕ（７１Ｄ）では、支持部７１ｂは、基部７１ａに対して第１及び第２レール７１ｃ、７１ｄの長さの範囲内で、前後方向及び左右方向に移動可能である。
【００８５】
また、下側の免震支承７１Ｄは、試験装置５１の加振板６２と底盤５２の間に配置されており、その支持部７１ｂ及び基部７１ａが、加振板６２及び底盤５２にそれぞれ取り付けられている。上側の免震支承７１Ｕは、上下を逆にした状態で、載荷盤５９と加振板６２の間に配置されており、その基部７１ａ及び支持部７１ｂが、載荷盤５９及び加振板６２にそれぞれ取り付けられている。以下、上下の免震支承７１Ｕ、７１Ｄを総称する場合には、その符号を「７１」とする。
【００８６】
試験装置５１はさらに、鉛直アクチュエータ５８と載荷盤５９の間に設けられた第１ロードセル８１と、水平アクチュエータ６１と加振板６２の間に設けられた第２ロードセル８２と、加振板６２に設けられた第１変位センサ８３及び第２変位センサ８４を備えている。第１及び第２ロードセル８１、８２はいずれも、例えばひずみゲージ式のものであり、前者８１は、載荷板５９に作用する荷重を、免震支承７１の鉛直方向の反力（以下「支承鉛直反力」という）Ｆｖとして検出し、その検出信号を制御装置７５に出力する。第２ロードセル８１は、加振板６２に作用する荷重を、免震支承７１の水平方向の反力（以下「支承水平反力」という）Ｆｈとして検出し、その検出信号を制御装置７５に出力する。なお、第１及び第２ロードセル８１、８２として、静電容量式のものや他の適当なタイプのものを用いてもよい。
【００８７】
また、上記の第１及び第２変位センサ８３、８４はいずれも、例えばレーザー式のものであり、前者８３は、底盤５２に対する加振板６２の鉛直方向の変位を、免震支承７１の鉛直方向の変位（以下「支承鉛直変位」という）ｙｖとして検出し、その検出信号を制御装置７５に出力する。第２変位センサ８４は、底盤５２に対する加振板６２の水平方向（左右方向）の変位を、免震支承７１の水平方向の変位（以下「支承水平変位」という）ｙｈとして検出し、その検出信号を制御装置７５に出力する。なお、第１及び第２変位センサ８３、８４として、接触式のものや他の適当なタイプのものを用いてもよい。また、支承鉛直変位として、載荷盤５９に対する加振板６２の鉛直方向の変位を検出してもよく、あるいは、底盤５２に対する加振板６２の鉛直方向の変位と、載荷盤５９に対する加振板６２の鉛直方向の変位との平均値を算出してもよい。これらのことは、支承水平変位についても同様に当てはまる。
【００８８】
制御装置７５は、鉛直アクチュエータ５８及び水平アクチュエータ６１を駆動するための電源や、整流器、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏインターフェースなどの組み合わせで構成されている。
【００８９】
以上の構成の試験装置５１では、鉛直アクチュエータ５８の鉛直方向のアクチュエータ出力荷重としての入力鉛直変位ｕｉｖが、載荷盤５９を介して免震支承７１に入力された状態で、水平アクチュエータ６１の水平方向の加振力としての入力水平変位ｕｉｈが、支持フレーム５２〜５７及び免震支承７１を含む振動系Ｓ’に入力される。制御装置７５は、免震支承７１の性能を評価するための評価処理を実行し、その実行中、鉛直アクチュエータ５８の入力鉛直変位ｕｉｖを制御するとともに、水平アクチュエータ６１の入力変位ｕｉｈを制御する。以下、制御装置７５及び評価処理について、詳細に説明する。
【００９０】
図９に示すように、制御装置７５は、第１実施形態の制御装置１５と同様に構成されており、指令変位演算器７５ａ、誤差パラメータ演算器７５ｂ、同定器７５ｃ、処理装置７５ｄ、及び評価器７５ｅを有している。また、第１実施形態と同様、指令変位演算器７５ａ、誤差パラメータ演算器７５ｂ、同定器７５ｃ及び評価器７５ｅは、例えばパーソナルコンピュータで構成されており、処理装置７５ｄは、例えばｄＳＰＡＣＥ  Ｊａｐａｎ株式会社のＭｉｃｒｏＬａｂＢｏｘで構成されている。また、上記のパーソナルコンピュータは、処理装置７５ｄと、ＬＡＮケーブルなどによって、データを相互に授受可能に接続されている。
【００９１】
上記の評価処理は、前記所定時間Δｔごとに繰り返し実行され、その実行中、上記の指令変位演算器７５ａなどの各種の要素において、各種のパラメータの演算や免震支承７１の性能の評価が行われる。次に、評価処理の実行中に制御装置７５の各種の要素で行われる動作を、指令変位演算器７５ａから順に説明する。以下の説明では、第１実施形態と同様、記号（ｔ）付のパラメータは、所定時間Δｔごとにサンプリング（又は算出）された離散データであることを示している。なお、図８及び図９では、便宜上、各離散データにおける記号（ｔ）を省略している。
【００９２】
指令変位演算器７５ａは、次式（２０）及び次式（２１）によって、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）をそれぞれ算出する。これらの指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）は、鉛直アクチュエータ５８の入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）及び水平アクチュエータ６１の入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）の指令値であり、鉛直アクチュエータ５８及び水平アクチュエータ６１はそれぞれ、後述するように指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）に基づいて制御される。算出された指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）は、処理装置７５ｄに出力される。
ｕｖ(ｔ)＝ｘｖ０(ｔ){ｕｖ(ｔ−１)／[ｚｖ(ｔ−１)Tθｖ]}−ｒｖ(ｔ−１)  
……（２０）
ただし、zv(t-1)T＝[−yv(t-2)、…、−yv(t-n)、uv(t-2)、…、uv(t-n)]
θvT＝[av1、…、avn、bv1、…、bvn]
ｕｈ(ｔ)＝ｘｈ０(ｔ){ｕｈ(ｔ−１)／[ｚｈ(ｔ−１)Tθｈ]}−ｒｈ(ｔ−１)  
……（２１）
ただし、zh(t-1)T＝[−yh(t-2)、…、−yh(t-n）、uh(t-2)、…、uh(t-n)]
θhT＝[ah1、…、ahn、bh1、…、bhn]
【００９３】
ここで、ｘｖ０（ｔ）及びｘｈ０（ｔ）はそれぞれ、所定入力鉛直変位及び所定入力水平変位であり、制御装置７５のＲＯＭに記憶された所定の地震波の鉛直変位及び水平変位を、所定時間Δｔごとに読み出したものである。また、ｚｖ（ｔ−１）は、支承鉛直変位ｙｖ及び指令鉛直変位ｕｖの複数の過去値ｙｖ（ｔ−２）、…、ｙｖ（ｔ−ｎ）、ｕｖ（ｔ−２）、…、ｕｖ（ｔ−ｎ）をベクトル形式で表したものであり、ｚｖ（ｔ−１）Tはｚｖ（ｔ−１）の転置行列である。ｚｈ（ｔ−１）は、支承水平変位ｙｈ及び指令水平変位ｕｈの複数の過去値ｙｈ（ｔ−２）、…、ｙｈ（ｔ−ｎ）、ｕｈ（ｔ−２）、…、ｕｈ（ｔ−ｎ）をベクトル形式で表したものであり、ｚｈ（ｔ−１）Tはｚｈ（ｔ−１）の転置行列である。
【００９４】
さらに、θｖは、第１モデルパラメータａｖ1、…、ａｖn、ｂｖ1、…ｂｖnのベクトルであって、θｖTはθｖの転置行列である。θｈは、第２モデルパラメータａｈ1、…、ａｈn、ｂｈ1、…ｂｈnのベクトルであって、θｈTはθｈの転置行列である。ベクトルθｖ及びθｈは、前記同定器７５ｃにより後述するようにして算出される。なお、図９では、便宜上、第１及び第２モデルパラメータａｖ1、…、ａｖn、ｂｖ1、…ｂｖn、ａｈ1、…、ａｈn、ｂｈ1、…ｂｈnをそれぞれ簡略化して「ａｖ、ｂｖ、ａｈ、ｂｈ」で表している。このことは、以下の説明でも同様に当てはまる。また、ｒｖ（ｔ−１）及びｒｈ（ｔ−１）はそれぞれ、第１及び第２誤差パラメータの前回値であり、前記誤差パラメータ演算器７５ｂにより後述するようにして算出される。
【００９５】
なお、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）の演算が評価処理の開始後の１回目の演算であるとき、及び２回目の演算であるときには、上記式（２０）の右辺の第２項（ｕｖ（ｔ−１）／ｚ（ｔ−１）T・θ）及び第３項（ｒ（ｔ−１））として、それぞれ別個の所定値が用いられる。また、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）の演算回数が３回以上で、ｎ回に達するまでは、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）の演算は、１回目から現在までに得られたデータを用いて行われ、後述するベクトルθｖの演算に次いで行われる。これらのことは、前記式（２２）を用いた指令水平変位ｕｈ（ｔ）の算出についても、同様に当てはまる。
【００９６】
誤差パラメータ演算器７５ｂは、次式（２２）及び次式（２３）によって、第１及び第２誤差パラメータｒｖ（ｔ）、ｒｈ（ｔ）をそれぞれ算出する。
ｒｖ(ｔ)＝ｙｖ(ｔ)−ｚｖ(ｔ)T・θｖ                        ……（２２）
ｒｈ(ｔ)＝ｙｈ(ｔ)−ｚｈ(ｔ)T・θｈ                        ……（２３）
【００９７】
なお、第１誤差パラメータｒｖ（ｔ）の演算は、評価処理の開始後の１回目については行われず、２回目以降は、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）の演算及び後述するベクトルθｖの演算に次いで、行われる。また、第１誤差パラメータｒｖ（ｔ）の演算回数が２回以上で、ｎ回に達するまでは、第１誤差パラメータｒｖ（ｔ）の演算は、１回目から今回までに得られたデータを用いて行われる。これらのことは、第２誤差パラメータｒｈ（ｔ）についても同様に当てはまる。
【００９８】
上記の式（２０）〜式（２３）は、前記式（１）及び式（２）と同様の手法で導出されたものである。式（２０）及び式（２２）と式（１）及び式（２）との比較から明らかなように、式（２０）の右辺の第２項（{ｕｖ(ｔ−１)／[ｚｖ(ｔ−１)Tθｖ]}）は、振動系Ｓ’の入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）と支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータの前回値である。また、第１誤差パラメータの前回値ｒｖ（ｔ−１）は、振動系Ｓ’が受ける外乱に起因するモデル化誤差を補償するためのパラメータである。
【００９９】
さらに、式（２１）及び式（２３）と式（１）及び式（２）との比較から明らかなように、式（２１）の右辺の第２項（{ｕｈ(ｔ−１)／[ｚｈ(ｔ−１)Tθｈ]}）は、振動系Ｓ’の入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）と支承水平変位ｙｈ（ｔ）との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータの前回値である。また、第２誤差パラメータの前回値ｒｈ（ｔ−１）は、振動系Ｓ’が受ける外乱に起因するモデル化誤差を補償するためのパラメータである。
【０１００】
前記同定器７５ｃは、第１実施形態の同定器１５ｃと同様、第１及び第２モデルパラメータａｖ、ｂｖ、ａｈ、ｂｈのベクトルθｖT、θｈTを、例えば最小二乗法によって逐次、算出する。具体的には、ベクトルθｖT、θｈTを、次式（２４）及び次式（２５）にそれぞれ示す第１及び第２誤差パラメータｒｖ（ｔ）、ｒｈ（ｔ）の二乗和Ｊｖ（θ）、Ｊｈ（θ）を最小化するようにして算出する。ここで、ρｖ及びρｈはそれぞれ所定の第１及び第２忘却係数であり、これらの第１及び第２忘却係数ρｖ、ρｈを用いることによって、過去のデータの忘却効果を得ることができる。
【数５】
0006695634.tif 000006
【数６】
0006695634.tif 000007
【０１０１】
これらの二乗和Ｊｖ（θ）、Ｊｈ（θ）を最小化するには、二乗和Ｊｖ（θ）、Ｊｈ（θ）をベクトルθｖ、θｈでそれぞれ偏微分した値が値０になればよいので、ベクトルθｖ、θｈとして、それらの最小二乗推定値は、次式（２６）及び次式（２７）によってそれぞれ表される。
【数７】
0006695634.tif 000008
【数８】
0006695634.tif 000009
【０１０２】
この場合、ベクトルθｖ及びθｈは、ｎ個のデータから得るために、それらの前回値θｖ（ｔ−１）及びθｈ（ｔ−１）と、現在のデータをそれぞれ用い、次式（２８）及び次式（２９）によって、それぞれ算出される。Ｐｖ(ｔ)及びＰｈ(ｔ)は、２ｎ×２ｎの行列を示し、Ｌｖ(ｔ)及びＬｈ(ｔ)は、２ｎ×１のベクトルを示す。また、εｖ(ｔ)及びεｈ(ｔ)は同定誤差である。以上により、評価処理の実行中、第１及び第２モデルパラメータａｖ、ｂｖ、ａｈ、ｂｈが、リアルタイムで逐次、同定される。
θｖ＝θｖ(ｔ−１)＋Ｌｖ(ｔ)・εｖ(ｔ)                      ……（２８）
ここで、εv(t)＝yv(t)−zv(t)T・θv(t-1)
Lv(t)＝{Pv(t-1)・zv(t)}／{ρv＋zv(t)T・Pv(t-1)・zv(t)}
Pv(t)＝1／ρv{Pv(t-1)−[Pv(t-1)・zv(t)・zv(t)T・Pv(t-1)]
／[ρv＋zv(t)T・Pv(t-1)・zv(t)]}
θｈ＝θｈ(ｔ−１)＋Ｌｈ(ｔ)・εｈ(ｔ)                      ……（２９）
ここで、εh(t)＝yh(t)−zh(t)T・θh(t-1)
Lh(t)＝{Ph(t-1)・zh(t)}／{ρh＋zh(t)T・Ph(t-1)・zh(t)}
Ph(t)＝1／ρh{Ph(t-1)−[Ph(t-1)・zh(t)・zh(t)T・Ph(t-1)]
／[ρh＋zh(t)T・Ph(t-1)・zh(t)]}
【０１０３】
なお、ベクトルθｖ及びθｈの演算は、評価処理の開始後の１回目については行われず、２回目では、ベクトルの前回値θｖ（ｔ−１）及びθｈ（ｔ−１）として、それぞれ別個の所定値が用いられる。また、ベクトルθｖ、θｈの演算回数が３回以上で、ｎ回に達するまでは、ベクトルθｖ及びθｈの演算は、１回目から今回までに得られたデータを用いて行われる。
【０１０４】
前記処理装置７５ｄは、指令変位演算器７５ａから入力された指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）にそれぞれ基づく制御信号を、鉛直アクチュエータ５８及び水平アクチュエータ６１にそれぞれ出力する。これにより、鉛直アクチュエータ５８から免震支承７１に入力される入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）、及び、アクチュエータ６から振動系Ｓ’に入力される入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）がそれぞれ、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）になるように制御される。
【０１０５】
また、処理装置７５ｄには、検出された支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）、支承水平変位ｙｈ（ｔ）、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）、及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）が入力される。処理装置７５ｄは、入力された支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）及び支承水平変位ｙｈ（ｔ）をそのまま、誤差パラメータ演算器７５ｂ、同定器７５ｃ及び評価器７５ｅに出力するとともに、入力された支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）、及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）をそのまま、評価器７５ｅに出力する。
【０１０６】
評価器７５ｅは、入力された支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）、支承水平変位ｙｈ（ｔ）、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）、及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）を用いて、免震支承７１の性能を次のようにして評価する。すなわち、まず、支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、第１しきい値ＦＲＥＦ１（ｔ）及び第２しきい値ＦＲＥＦ２（ｔ）（＜ＦＲＥＦ１）を算出する。次に、支承水平変位ｙｈ（ｔ）に応じ、所定のマップ（図示せず）を検索することによって、第３しきい値ＦＲＥＦ３（ｔ）及び第４しきい値ＦＲＥＦ４（ｔ）（＜ＦＲＥＦ３）を算出する。次いで、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）が、算出された第１及び第２しきい値ＦＲＥＦ１（ｔ）、ＦＲＥＦ２（ｔ）で規定される所定の第１範囲内にあり、かつ、支承水平反力Ｆｈ（ｔ）が、算出された第３及び第４しきい値ＦＲＥＦ３（ｔ）、ＦＲＥＦ４（ｔ）で規定される所定の第２範囲内にあるときには、免震支承７１の性能が高いと評価される。一方、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）の少なくとも一方が、この少なくとも一方に対応する上記の第１及び第２範囲内の少なくとも一方にないときには、免震支承７１の性能が低いと評価される。
【０１０７】
なお、上述した評価器７５ｅによる免震支承７１の性能の評価は、指令変位演算器７５ａによる指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）の演算回数がいずれもｎ回以上になった後に行われる。また、評価器７５ｅによる評価が終了すると、評価処理の実行が停止される。なお、評価器７５ｅによる評価を、支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）及び支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）に応じずに、支承水平変位ｙｈ（ｔ）及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）に応じて行ってもよい。
【０１０８】
以上のように、第３実施形態によれば、免震支承７１及びこれを支持する支持フレーム５２〜５７を含む振動系Ｓ’に、入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）が鉛直アクチュエータ５８から入力されるとともに、加振力としての入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）が水平アクチュエータ６１から入力される。また、入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）と、ｕｉｖ（ｔ）が入力されたときの支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数（伝達関数の逆数）を表す逆伝達関数パラメータ、及び、所定入力鉛直変位ｘｖ０（ｔ）に応じ、指令変位演算器７５ａによって、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）が算出される（式（２０））とともに、ｕｖ（ｔ）に基づき、処理装置７５ｄによって、鉛直アクチュエータ５８が制御される。
【０１０９】
さらに、入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）と、ｕｉｈ（ｔ）が入力されたときの支承水平変位ｙｈ（ｔ）との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数（伝達関数の逆数）を表す逆伝達関数パラメータ、及び、所定入力水平変位ｘｈ０（ｔ）に応じ、指令変位演算器７５ａによって、指令水平変位ｕｈ（ｔ）が算出される（式（２１））とともに、ｕｈ（ｔ）に基づき、処理装置７５ｄによって、水平アクチュエータ６１が制御される。
【０１１０】
また、支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）（免震支承７１の鉛直方向の変位）が、第１変位センサ８３で検出され、振動系Ｓ’への入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）の入力中に検出された支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）に基づき、同定器７５ｃによって、モデルの第１モデルパラメータａｖ、ｂｖが同定されるとともに、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）（免震支承７１の鉛直方向の反力）が、第１ロードセル８１で検出される。さらに、振動系Ｓ’の変位としての支承水平変位ｙｈ（ｔ）（免震支承７１の水平方向の変位）が、第２変位センサ８４で検出され、振動系Ｓ’への入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）の入力中に検出された支承水平変位ｙｈ（ｔ）に基づき、同定器７５ｃによって、モデルの第２モデルパラメータａｈ、ｂｈが同定されるとともに、支承水平反力Ｆｈ（ｔ）（免震支承７１の水平方向の反力）が、第２ロードセル８２で検出される。
【０１１１】
また、第１及び第２モデルパラメータａｖ、ｂｖ、ａｈ、ｂｈが同定されるとともに、入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）及び入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）が振動系Ｓ’に入力されているときに検出された支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）及び支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）ならびに支承水平反力Ｆｈ（ｔ）及び支承水平変位ｙｈ（ｔ）に応じ、評価器７５ｅによって、免震支承７１の性能が評価される。
【０１１２】
このように、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）の算出に、上述した逆伝達関数パラメータ及び所定入力鉛直変位ｘｖ０（ｔ）が用いられるとともに、第１モデルパラメータａｖ、ｂｖが、振動系Ｓ’への入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）の入力中に検出された支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）に基づいて同定される。これにより、第１モデルパラメータａｖ、ｂｖを、支持フレーム５２〜５７などの個体差や第１変位センサ８３で検出された支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）に含まれるノイズなどといった種々の外乱を反映させながらリアルタイムで同定するとともに、これらの外乱を含めて振動系Ｓ’の伝達特性を逆伝達関数パラメータで補償しながら、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）を算出できるので、支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）が所定入力鉛直変位ｘｖ０（ｔ）になるように、鉛直アクチュエータ５８を適切に制御することができる。
【０１１３】
また、指令水平変位ｕｈ（ｔ）の算出に、前述した逆伝達関数パラメータ及び所定入力水平変位ｘｈ０（ｔ）が用いられるとともに、第２モデルパラメータａｈ、ｂｈが、振動系Ｓ’への入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）の入力中に検出された支承水平変位ｙｈ（ｔ）に基づいて同定される。これにより、第２モデルパラメータａｈ、ｂｈを、支持フレーム５２〜５７などの個体差や第２変位センサ８４で検出された支承水平変位ｙｈ（ｔ）に含まれるノイズなどといった種々の外乱を反映させながらリアルタイムで同定するとともに、これらの外乱を含めて振動系Ｓ’の伝達特性を逆伝達関数パラメータで補償しながら、指令水平変位ｕｈ（ｔ）を算出できるので、支承水平変位ｙｈ（ｔ）が所定入力水平変位ｘｈ０（ｔ）になるように、水平アクチュエータ６１を適切に制御することができる。
【０１１４】
さらに、第１及び第２モデルパラメータａｖ、ｂｖ、ａｈ、ｂｈが同定されるとともに、入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）及び入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）が振動系Ｓ’に入力されているときに検出された支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）、ならびに支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）及び支承水平変位ｙｈ（ｔ）に応じて、免震支承７１の性能が評価される。以上により、上記の外乱の影響を抑制しながら、免震支承７１の性能を適切に評価することができる。
【０１１５】
また、モデルのモデル化誤差を補償するための第１及び第２誤差パラメータｒｖ（ｔ）、ｒｈ（ｔ）にさらに応じて、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）がそれぞれ算出される。これにより、支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）が所定入力鉛直変位ｘｖ０（ｔ）になるように、また、支承水平変位ｙｈ（ｔ）が所定入力水平変位ｘｈ０（ｔ）になるように、鉛直アクチュエータ５８及び水平アクチュエータ６１をそれぞれより適切に制御でき、ひいては、上述した効果を適切に得ることができる。
【０１１６】
次に、図１０を参照しながら、本発明の第４実施形態による試験装置について説明する。第４実施形態による試験装置は、第３実施形態と比較して、その制御装置９１の構成が異なっており、試験装置では、免震支承７１が所定の構造物に設けられたと仮定した場合の当該構造物の耐震性が評価される。図１０において、第３実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付している。以下、第３実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１１７】
具体的には、図９と図１０の比較から明らかなように、制御装置９１は、制御装置７５と比較して、応答変位演算器９１ａ及びフィルタ９１ｂをさらに備えるとともに、指令変位演算器９１ｃ及び評価器９１ｄの構成が異なっている。応答変位演算器９１ａは、所定の地震波が図１１に示す仮想構造物ＶＳ’に入力されたと仮定した場合の仮想構造物ＶＳ’の鉛直方向の変位（以下「応答鉛直変位」という）ｘｖ（ｔ）及び水平方向の変位（以下「応答水平変位」という）ｘｈ（ｔ）を、以下に述べるようにして算出する。この仮想構造物ＶＳ’は、免震支承７１が設けられた所定の高層の建物である構造物を、図１１に示すような１自由度系の構造物に仮想化したものである。なお、図１０及び図１１では、便宜上、応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）の記号を省略している。
【０１１８】
ここで、仮想構造物ＶＳ’の質量をＭ’とし、仮想構造物ＶＳ’の鉛直方向の減衰係数及び剛性をそれぞれ、Ｃｖ及びＫｖとし、仮想構造物ＶＳ’の水平方向の減衰係数及び剛性をそれぞれ、Ｃｈ及びＫｈとする。また、応答鉛直変位ｘｖ及び応答水平変位ｘｈの１回微分値をそれぞれ応答鉛直速度ｖｅｖ及び応答水平速度ｖｅｈとし、応答鉛直変位ｘｖ及び応答水平変位ｘｈの２回微分値をそれぞれ応答鉛直加速度ａｃｖ及び応答水平加速度ａｃｈとする。仮想構造物ＶＳ’の運動方程式は、これらのパラメータ、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）を用いて、次式（３０）及び次式（３１）で表される。
Ｍ’・ａｃｖ(ｔ)＋Ｃｖ・ｖｅｖ(ｔ)＋Ｋｖ・ｘｖ(ｔ)＋Ｆｖ（ｔ）
＝−Ｍ’・Ａｖ０(ｔ)                                        ……（３０）
Ｍ’・ａｃｈ(ｔ)＋Ｃｈ・ｖｅｈ(ｔ)＋Ｋｈ・ｘｈ(ｔ)＋Ｆｈ（ｔ）
＝−Ｍ’・Ａｈ０(ｔ)                                        ……（３１）
【０１１９】
ここで、Ａｖ０（ｔ）及びＡｈ０（ｔ）は、所定の地震波により仮想構造物ＶＳ’に入力される鉛直方向及び水平方向の入力加速度（以下、それぞれ「入力鉛直加速度」「入力水平加速度」という）であり、制御装置９１のＲＯＭから所定時間Δｔごとに読み出される。なお、図１０及び図１１では、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）、支承水平反力Ｆｈ（ｔ）、入力鉛直加速度Ａｖ０（ｔ）及び入力水平加速度Ａｈ０（ｔ）の記号（ｔ）を省略している。また、これらの式（３０）及び式（３１）におけるＭ’・Ａｖ０(ｔ)及びＭ’・Ａｈ０(ｔ)が、特許請求の範囲の請求項２に記載された「所定加振力」に相当する。
【０１２０】
また、この式（３０）から、平均加速度法より、次式（３２）、（３３）及び（３４）が成立する。ここで、Δｔは前述した所定時間である。
ｘｖ(ｔ)＝ｘｖ(ｔ−１)＋ｖｅｖ(ｔ）・Δｔ
＋{ａｃｖ(ｔ−１)＋ａｃｖ(ｔ)}Δｔ2／４          ……（３２）
ｖｅｖ(ｔ)＝ｖｅｖ(ｔ−１)＋{ａｃｖ(ｔ−１)＋ａｃｖ(ｔ)}Δｔ／２
……（３３）
ａｃｖ(ｔ)＝−{Ｃｖ・ｖｅｖ(ｔ)／Ｍ’}−{Ｋｖ・ｘｖ(ｔ)／Ｍ’}
−{Ｆｖ(ｔ)／Ｍ’}−Ａｖ０(ｔ)                  ……（３４）
【０１２１】
さらに、上記の式（３１）から、平均加速度法より、次式（３５）、（３６）及び（３７）が成立する。
ｘｈ(ｔ)＝ｘｈ(ｔ−１)＋ｖｅｈ(ｔ）・Δｔ
＋{ａｃｈ(ｔ−１)＋ａｃｈ(ｔ)}Δｔ2／４          ……（３５）
ｖｅｈ(ｔ)＝ｖｅｈ(ｔ−１)＋{ａｃｈ(ｔ−１)＋ａｃｈ(ｔ)}Δｔ／２
……（３６）
ａｃｈ(ｔ)＝−{Ｃｈ・ｖｅｈ(ｔ)／Ｍ’}−{Ｋｈ・ｘｈ(ｔ)／Ｍ’}
−{Ｆｈ(ｔ)／Ｍ’}−Ａｈ０(ｔ)                  ……（３７）
【０１２２】
応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）は、上記の式（３２）〜（３４）の三元連立方程式を解くことによって算出される。この場合、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）に代えて、第１フィルタリング値ＦＦｖ（ｔ）が用いられ、この第１フィルタリング値ＦＦｖ（ｔ）は、前記フィルタ９１ｂによってフィルタリングされた支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）である。また、応答水平変位ｘｈ（ｔ）は、上記の式（３５）〜（３７）の三元連立方程式を解くことによって算出される。この場合、支承水平反力Ｆｈ（ｔ）に代えて、第２フィルタリング値ＦＦｈ（ｔ）が用いられ、この第２フィルタリング値ＦＦｈ（ｔ）は、前記フィルタ９１ｂによってフィルタリングされた支承水平反力Ｆｈ（ｔ）である。さらに、仮想構造物ＶＳ’の質量Ｍ’、仮想構造物ＶＳ’の鉛直方向の減衰係数Ｃｖ及び剛性Ｋｖ、ならびに、仮想構造物ＶＳ’の水平方向の減衰係数Ｃｈ及び剛性Ｋｈは、制御装置９１のＲＯＭから読み出される。
【０１２３】
なお、応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）の演算が、制御装置９１による評価処理の開始後の１回目の演算である場合には、式（３４）及び式（３７）においてそれぞれ、−{Ｆｖ(ｔ)／Ｍ’}＝０及び−{Ｆｈ(ｔ)／Ｍ’}＝０とする。また、この場合には、式（３３）においてｖｅｖ（ｔ−１）及びａｃｖ（ｔ−１）を値０とし、式（３６）においてｖｅｈ（ｔ−１）及びａｃｈ（ｔ−１）を値０とし、式（３２）においてｘｖ（ｔ−１）及びａｃｖ（ｔ−１）を値０とするとともに、式（３５）においてｘｈ（ｔ−１）及びａｃｈ（ｔ−１）を値０として、応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）が算出される。
【０１２４】
また、仮想構造物ＶＳ’を多自由度系であるとみなす場合には、応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）を、第２実施形態の場合（前記式（１５）〜（１８）参照）と同様にして算出してもよい。
【０１２５】
前記フィルタ９１ｂは、ローパスフィルタであり、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）をフィルタリングすることにより、支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）のうちのノイズ成分、すなわち所定周波数よりも高い周波数成分を除去することによって、第１及び第２フィルタリング値ＦＦｖ（ｔ）、ＦＦｈ（ｔ）をそれぞれ算出する。
【０１２６】
指令変位演算器９１ｃは、上述した応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）を用い、前記式（２０）の所定入力鉛直変位ｘｖ０（ｔ）をｘｖ（ｔ）に置き換えた次式（３８）によって、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）を算出する。これにより、第４実施形態では、第３実施形態の場合と異なり、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）に基づいて制御される鉛直アクチュエータ５８の入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）は、振動系Ｓ’に、鉛直方向の加振力として入力される。
ｕｖ(ｔ)＝ｘｖ(ｔ){ｕｖ(ｔ−１)／[ｚｖ(ｔ−１)T・θｖ]}−ｒｖ(ｔ−１)
……（３８）
この式（３８）の右辺の第２項は、第３実施形態で説明したように、振動系Ｓ’の入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）と支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータの前回値である。
【０１２７】
また、指令変位演算器９１ｃは、上述した応答水平変位ｘｈ（ｔ）を用い、前記式（２１）の所定入力水平変位ｘｈ０（ｔ）をｘｈ（ｔ）に置き換えた次式（３９）によって、指令水平変位ｕｈ（ｔ）を算出する。
ｕｈ(ｔ)＝ｘｈ(ｔ){ｕｈ(ｔ−１)／[ｚｈ(ｔ−１)T・θｈ]}−ｒｈ(ｔ−１)
……（３９）
この式（３９）の右辺の第２項は、第３実施形態で説明したように、振動系Ｓ’の入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）と支承水平変位ｙｈ（ｔ）との関係を定義したモデルの伝達関数の逆伝達関数を表す逆伝達関数パラメータの前回値である。
【０１２８】
評価器９１ｄは、応答変位演算器９１ａで算出された応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）がそれぞれ、しきい値ｘｖＲＥＦ（ｔ）及びしきい値ｘｈＲＥＦ（ｔ）以下であるときには、免震支承７１が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性が高いと評価する。一方、応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）の少なくとも一方が、この少なくとも一方に対応する上記のしきい値ｘｖＲＥＦ（ｔ）、ｘｈＲＥＦ（ｔ）の少なくとも一方よりも大きいときには、この構造物の耐震性が低いと評価する。しきい値ｘｖＲＥＦ（ｔ）、ｘｈＲＥＦ（ｔ）は、評価処理が実行されるごとに、制御装置９１のＲＯＭから読み出される。
【０１２９】
なお、上述した評価器９１ｄによる構造物の評価は、指令変位演算器９１ｃによる指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）の演算回数がいずれもｎ回以上になった後に行われる。また、評価器９１ｄによる評価が終了すると、評価処理の実行が停止される。なお、評価器９１ｄによる評価を、応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）に応じずに、応答水平変位ｘｈ（ｔ）に応じて行ってもよい。
【０１３０】
また、処理装置７５ｄは、入力された支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）及び支承水平変位ｙｈ（ｔ）を、評価器９１ｄには出力せずに、誤差パラメータ演算器７５ｂ、同定器７５ｃ及び指令変位演算器９１ｃに出力する。また、処理装置７５ｄは、入力された支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）及び支承水平反力Ｆｈ（ｔ）をそのまま、評価器９１ｄには出力せずに、フィルタ９１ｂに出力する。
【０１３１】
以上のように、第４実施形態によれば、第３実施形態の場合と同様、振動系Ｓ’に、入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）及び入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）が、鉛直アクチュエータ５８及び水平アクチュエータ６１からそれぞれ入力される。この場合、入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）は鉛直方向の加振力として、入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）は水平方向の加振力として、振動系Ｓ’に入力される。また、前記逆伝達関数パラメータと、免震支承７１が設けられた構造物を仮想化した仮想構造物ＶＳ’に所定加振力（Ｍ’・Ａｖ０（ｔ）及びＭ’・Ａｈ０（ｔ））が入力されたときの仮想構造物ＶＳ’の応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）に応じ、指令変位演算器９１ｃによって、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）がそれぞれ算出される。
【０１３２】
さらに、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）に基づき、処理装置７５ｄによって、鉛直アクチュエータ５８及び水平アクチュエータ６１がそれぞれ制御される。また、振動系Ｓ’への入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）及び入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）の入力中に検出された支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）及び支承水平変位ｙｈ（ｔ）に基づき、同定器７５ｃによって、モデルの第１及び第２モデルパラメータａｖ、ｂｖ、ａｈ、ｂｈがそれぞれ、リアルタイムで逐次、同定される。
【０１３３】
さらに、振動系Ｓ’への入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）の入力中に検出された支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）及び上記の所定加振力（Ｍ’・Ａｖ０（ｔ））に応じ、応答変位演算器９１ａによって、応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）が算出される。また、振動系Ｓ’への入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）の入力中に検出された支承水平反力Ｆｈ（ｔ）及び所定加振力（Ｍ’・Ａｈ０（ｔ））に応じ、応答変位演算器９１ａによって、応答水平変位ｘｈ（ｔ）が算出される。さらに、第１及び第２モデルパラメータａｖ、ｂｖ、ａｈ、ｂｈが同定されているときにそれぞれ算出された応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）に基づき、評価器９１ｄによって、免震支承７１が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性が評価される。
【０１３４】
上述した指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）の算出及び第１モデルパラメータａｖ、ｂｖの同定により、第１モデルパラメータａｖ、ｂｖを、第３実施形態で述べた種々の外乱を反映させながらリアルタイムで同定するとともに、これらの外乱を含めて振動系Ｓ’の伝達特性を逆伝達関数パラメータで補償しながら、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）を算出できるので、支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）が応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）になるように、鉛直アクチュエータ５８を適切に制御することができる。また、上述した指令水平変位ｕｈ（ｔ）の算出及び第２モデルパラメータａｈ、ｂｈの同定により、第２モデルパラメータａｈ、ｂｈを、種々の外乱を反映させながらリアルタイムで同定するとともに、これらの外乱を含めて振動系Ｓ’の伝達特性を逆伝達関数パラメータで補償しながら、指令水平変位ｕｈ（ｔ）を算出できるので、支承水平変位ｙｈ（ｔ）が応答水平変位ｘｈ（ｔ）になるように、水平アクチュエータ６１を適切に制御することができる。
【０１３５】
さらに、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）の算出に、上述した仮想構造物ＶＳ’の応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）をそれぞれ用いるので、構造物の振動特性を反映させながら、当該算出を適切に行うことができる。また、振動系Ｓ’への入力鉛直変位ｕｉｖ（ｔ）の入力中に検出された支承鉛直反力Ｆｖ（ｔ）と、所定加振力に応じて、応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）を算出するので、免震支承７１の鉛直方向の反力及び所定加振力を反映させながら、当該算出を適切に行うことができる。また、振動系Ｓ’への入力水平変位ｕｉｈ（ｔ）の入力中に検出された支承水平反力Ｆｈ（ｔ）と、所定加振力に応じて、応答水平変位ｘｈ（ｔ）を算出するので、免震支承７１の水平方向の反力及び所定加振力を反映させながら、当該算出を適切に行うことができる。
【０１３６】
また、第１及び第２モデルパラメータａｖ、ｂｖ、ａｈ、ｂｈがそれぞれ同定されているときに算出された応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）に基づいて、免震支承７１が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性を評価するので、当該評価を、上記の外乱の影響を抑制しながら、適切に行うことができる。さらに、この構造物の耐震性を、構造物に免震支承７１を実際に設けずに、また、構造物を実際に加振せずに、評価することができる。
【０１３７】
また、第３実施形態の場合と同様、モデルのモデル化誤差を補償するための第１及び第２誤差パラメータｒｖ（ｔ）、ｒｈ（ｔ）にさらに応じて、指令鉛直変位ｕｖ（ｔ）及び指令水平変位ｕｈ（ｔ）がそれぞれ算出される。これにより、支承鉛直変位ｙｖ（ｔ）及び支承水平変位ｙｈ（ｔ）が仮想構造物ＶＳ’の応答鉛直変位ｘｖ（ｔ）及び応答水平変位ｘｈ（ｔ）にそれぞれなるように、鉛直アクチュエータ５８及び水平アクチュエータ６１をより適切にそれぞれ制御でき、ひいては、上述した効果を適切に得ることができる。
【０１３８】
なお、本発明は、説明した第１〜第４実施形態（以下、総称する場合には「実施形態」という）に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第１及び第２実施形態では、本発明におけるダンパは、マスダンパ２１であるが、オイルダンパや、履歴ダンパ、粘性制振壁などでもよい。この場合、各ダンパを構成する要素を評価してもよい。さらに、この場合、各ダンパを構成する要素を、第３及び第４実施形態で説明した手法によって評価してもよく、その場合には、第３及び第４実施形態の仮想構造物が仮想ダンパに置き換えられる。また、ダンパとして、粘性体を用いるダンパ（マスダンパ２１を含む）では一般に、粘性体の減衰係数が温度に応じて変化するため、この点を考慮し、検出された粘性体の温度にさらに応じて、指令変位を算出してもよい。また、第３及び第４実施形態では、本発明における免震装置は、リニアガイドタイプの免震支承７１であるが、積層ゴムタイプの免震装置や、滑り板と積層ゴムを組み合わせたタイプの免震装置（本出願人のホームページに開示された「弾性すべり系積層ゴム」を参照）でもよい。
【０１３９】
さらに、第２実施形態では、マスダンパ２１が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性を、第４実施形態では、免震支承７１が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性を、それぞれ評価しているが、両者２１、７１が設けられたと仮定した場合の構造物の耐震性を評価してもよい。この場合、第２実施形態の制御装置４１と、第４実施形態の制御装置９１を、例えばインターネットを介して接続することにより、互いの間でデータを授受可能に構成してもよい。
【０１４０】
また、実施形態では、制御装置１５、４１、７５、９１を、マイクロコンピュータと処理装置１５ｄ、７５ｄの組み合わせで構成しているが、単一のＥＣＵで構成してもよい。さらに、第１及び第２実施形態では、誤差パラメータｒ（ｔ）を一旦、算出するとともに、算出された誤差パラメータｒ（ｔ）を用いて指令変位ｕ（ｔ）を算出しているが、指令変位ｕ（ｔ）の算出式（１）に、誤差パラメータｒ（ｔ）の算出式（２）を組み込んで、ｕ（ｔ）を一時に算出してもよい。このことは、第３及び第４実施形態についても同様に当てはまる。また、第１及び第２実施形態では、逆伝達関数パラメータＴｆ-1（ｔ）を指令変位ｕ（ｔ）の算出式（１）に組み込んでいるが、逆伝達関数パラメータＴｆ-1（ｔ）を一旦、算出するとともに、算出された逆伝達関数パラメータＴｆ-1（ｔ）を用いて、指令変位ｕ（ｔ）を算出してもよい。このことは、第３及び第４実施形態についても同様に当てはまる。
【０１４１】
さらに、実施形態では、モデルパラメータａ、ｂ、ａｖ、ｂｖ、ａｈ、ｂｈを、最小二乗法により算出しているが、他の適当な同定アルゴリズム、例えば補助変数法により算出してもよい。また、第１及び第２実施形態では、指令変位ｕ（ｔ）の算出に、誤差パラメータｒ（ｔ）を用いているが、ｒ（ｔ）を省略してもよく、あるいは、ｒ（ｔ）に代えて、又は、ｒ（ｔ）とともに、他の適当なパラメータを用いてもよい。このことは、第３及び第４実施形態についても同様に当てはまる。さらに、以上の実施形態に関するバリエーションを適宜、組み合わせて採用してもよいことは、もちろんである。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【符号の説明】
【０１４２】
１  試験装置
５  右フレーム（支持フレーム）
６  アクチュエータ
７  連結部材（支持フレーム）
９  連結部材（支持フレーム）
Ｓ  振動系
１１  ロードセル（反力検出手段）
１２  変位センサ（変位検出手段）
１５ａ  指令変位演算器（指令変位算出手段）
１５ｂ  誤差パラメータ演算器
１５ｃ  同定器（同定手段）
１５ｄ  処理装置（制御手段）
１５ｅ  評価器（評価手段）
２１  マスダンパ（振動抑制装置、ダンパ）
Ｆ  ダンパ反力（検出反力）
ｙ  ダンパ変位（検出変位）
ｕｉｎ  入力変位
ｕ  指令変位
ｘ０  所定入力変位
ａ、ｂ  モデルパラメータ
ｒ  誤差パラメータ
ＶＳ  仮想構造物
４１ａ  応答変位演算器（仮想変位算出手段）
４１ｃ  指令変位演算器（指令変位算出手段）
４１ｄ  評価器（評価手段）
ｘ  応答変位（仮想構造物の変位）
Ａ０  入力加速度（所定加振力）
５１  試験装置
５２  底盤（支持フレーム）
５３  左柱（支持フレーム）
５４  右柱（支持フレーム）
５５  天盤（支持フレーム）
５６  鋼材（支持フレーム）
５７Ｌ  左連結部材（支持フレーム）
５７Ｒ  右連結部材（支持フレーム）
５８  鉛直アクチュエータ
Ｓ’  振動系
６１  水平アクチュエータ
７１Ｕ  免震支承（振動抑制装置、免震装置）
７１Ｄ  免震支承（振動抑制装置、免震装置）
７５ａ  指令変位演算器（指令変位算出手段）
７５ｃ  同定器（同定手段）
７５ｄ  処理装置（制御手段）
７５ｅ  評価器（評価手段）
８１  第１ロードセル（反力検出手段）
８２  第２ロードセル（反力検出手段）
８３  第１変位センサ（変位検出手段）
８４  第２変位センサ（変位検出手段）
Ｆｖ  支承鉛直反力（検出反力）
Ｆｈ  支承水平反力（検出反力）
ｙｖ  支承鉛直変位（検出変位）
ｙｈ  支承水平変位（検出変位）
ｕｉｖ  入力鉛直変位（入力変位）
ｕｉｈ  入力水平変位（入力変位）
ｕｖ  指令鉛直変位（指令変位）
ｕｈ  指令水平変位（指令変位）
ｘｖ０  所定入力鉛直変位（所定入力変位）
ｘｈ０  所定入力水平変位（所定入力変位）
ａｖ、ｂｖ  第１モデルパラメータ
ａｈ、ｂｈ  第２モデルパラメータ
ｒｖ  第１誤差パラメータ
ｒｈ  第２誤差パラメータ
９１ａ  応答変位演算器（仮想変位算出手段）
９１ｃ  指令変位演算器（指令変位算出手段）
９１ｄ  評価器（評価手段）
ＶＳ’  仮想構造物
ｘｖ  応答鉛直変位（仮想構造物の変位）
ｘｈ  応答水平変位（仮想構造物の変位）
Ａｖ０  入力鉛直加速度（所定加振力）
Ａｈ０  入力水平加速度（所定加振力）
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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