特許 6061517 試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6061517

(24)【登録日】2016年12月22日

(45)【発行日】2017年1月18日

(54)【発明の名称】試験装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/62 20060101AFI20170106BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/62

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2012-144689(P2012-144689)

(22)【出願日】2012年6月27日

(65)【公開番号】特開2014-9963(P2014-9963A)

(43)【公開日】2014年1月20日

【審査請求日】2015年3月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100103218

【弁理士】

【氏名又は名称】牧村 浩次

(72)【発明者】

【氏名】甲斐 輝雅

【審査官】 渡邊 吉喜

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−０５３４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０６２２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１８０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１６０３１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５０６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１７１７３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ３／００−３／６２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被試験構造物に対して、外力を負荷して各種の試験を行うための試験装置であって、
物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷して各種の試験を行う実モデル試験装置と、
前記実モデル試験装置における試験条件を制御する制御装置と、
仮想空間における仮想モデルの挙動演算を行う仮想空間演算装置と、
を備え、
前記仮想空間演算装置により、仮想空間に存在する被試験構造物に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を予め計算して、仮想モデル試験予測データを作成し、
前記制御装置により、仮想空間に存在する被試験構造物の一部の試験片に相当する、物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷した際の挙動を仮想モデル試験予測データに基づいて予め計算して、実モデル試験予測データを作成し、
前記制御装置により、前記仮想モデル試験予測データと実モデル試験予測データに基づいて、実モデル試験予測データを制御予測値として記憶し、
前記制御装置により、制御予測値に基づいて、実モデル試験装置において、仮想空間に存在する被試験構造物の一部の試験片に相当する、物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷して試験を開始し、
前記制御装置により、前記実モデル試験装置における実際の試験中の挙動データと、仮想空間に存在する被試験構造物の挙動データとを比較して、比較結果に基づいて、実モデル試験装置における試験条件を制御するように構成したことを特徴とする試験装置。

【請求項2】

前記制御装置における試験条件の制御が、ＰＩＤ制御とフィードフォワード制御と、制御量補償フィードバック制御によって行われることを特徴とする請求項１に記載の試験装置。

【請求項3】

前記制御装置における試験条件の制御が、前記実モデル試験装置における実際の試験ステップ中の挙動データに基づいて、仮想空間に存在する被試験構造物の挙動データを計算して、その計算結果に基づいて、実モデル試験装置における次の試験ステップの試験条件を制御するように構成したことを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の試験装置。

【請求項4】

前記制御装置が、
前記実モデル試験装置における試験条件を制御する実モデル試験制御装置と、
仮想空間に存在する被試験構造物に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を計算する仮想モデル制御装置と、
前記実モデル試験制御装置と仮想モデル制御装置との間のデータの授受を制御するデータ制御装置と、
を備えることを特徴とする請求項１から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、例えば、橋梁、ビル、住宅などの建築物などの構造物の被試験構造物に対して、外力を負荷して載荷試験などの各種の試験を行うための試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の試験装置として、物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷して、各種の試験を行う実モデル試験装置の挙動データと、コンピュータ上の仮想空間に存在する被試験構造物に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動データを相互に利用して、実モデル試験と仮想モデル試験の解析を連動して行うハイブリッド試験が行われている。

【0003】

すなわち、実際の物理空間にある試験片と、コンピュータ上の仮想空間にある試験片モデルの挙動結果を融合して試験結果を解析する、構造物に対するシミュレーション試験が行われている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５−１７１７３２号公報

【特許文献2】特開２００９−２５０６２５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図８は、このようなハイブリッド試験の試験装置の全体を示す概略図である。

【0006】

図８に示したように、従来の試験装置１００は、例えば、加振装置などの物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷して、各種の試験を行う実モデル試験装置１０２を備えている。

【0007】

そして、この実モデル試験装置１０２の試験条件を制御し、実モデル試験装置１０２の復元力などの挙動データを授受する実モデル試験制御装置１０４を備えている。また、図示しない仮想空間に存在する被試験構造物に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を計算する仮想モデル制御装置１０６を備えている。

【0008】

さらに、試験装置１００は、これらの実モデル試験制御装置１０４と、仮想モデル制御装置１０６との間のデータの授受を制御するデータ制御装置１０８を備えている。また、仮想モデル制御装置１０６と、このデータ制御装置１０８との間は、例えば、ＬＡＮネットワーク１１０によって、データの授受が行われるようになっている。

【0009】

ところで、このような従来の試験装置１００では、実モデル試験制御装置１０４における物理空間に実際に存在する被試験構造物の復元力などの挙動データを、仮想モデル制御装置１０６にフィードバックしている。

【0010】

これによって、仮想モデル制御装置１０６において、仮想空間に存在する被試験構造物に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を計算して、実モデル試験制御装置１０４における試験条件を制御するように構成されている。

【0011】

しかしながら、この際、実モデル試験制御装置１０４における物理空間に実際に存在する被試験構造物の挙動は、仮想モデル制御装置１０６からの入力に対して、データ制御装置１０８におけるデジタル制御器のサンプリング、または、機械的な要因によって遅れが生じることになる。

【0012】

すなわち、従来の試験装置１００は、例えば、図９の制御チャートに示したように、ｔ０の時点において、力の入力がされ、仮想モデル制御装置１０６において、ｔ１の時点において、計算が開始される。そして、計算が終了したｔ２の時点において、コマンドが開始され、コマンドが終了した時点ｔ３において、実モデル試験装置１０２の試験が開始される。そして、この時点ｔ３において、再び力の入力が次の試験ステップで開始される。

【0013】

従って、ｔ０から時点ｔ３の間の実モデル試験制御装置１０４における制御遅れＱが発生することになる。

【0014】

このような実モデル試験制御装置１０４の制御遅れは、「負の減衰」とみなされ、仮想モデルの解析結果が発散するおそれがある。このため、制御遅れが、なるべく解析結果に影響を及ぼさないようにする必要があり、解析が複雑になり、大型で高速な制御装置が必要になってしまうことにもなる。

【0015】

本発明は、このような現状に鑑み、実モデル試験装置において、制御遅れが極めて少なく、仮想モデルの解析結果が発散するおそれがなく、解析が簡単で、大型で高速な制御装置が不要で、正確な解析ができる試験装置を提供することを目的とする。

【0016】

また、本発明は、例えば、ダンパー付免震装置などの速度依存性を有する構造物に対しても、実際の物理空間にある試験片と、コンピュータ上の仮想空間にある試験片モデルの挙動結果を融合して、より実際の現象に近く、試験結果を解析することの可能な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】

【0017】

本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の試験装置は、
被試験構造物に対して、外力を負荷して各種の試験を行うための試験装置であって、
物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷して各種の試験を行う実モデル試験装置と、
前記実モデル試験装置における試験条件を制御する制御装置と、
仮想空間における仮想モデルの挙動演算を行う仮想空間演算装置と、
を備え、
前記仮想空間演算装置により、仮想空間に存在する被試験構造物に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を予め計算して、仮想モデル試験予測データを作成し、
前記制御装置により、仮想空間に存在する被試験構造物の一部の試験片に相当する、物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷した際の挙動を仮想モデル試験予測データに基づいて予め計算して、実モデル試験予測データを作成し、
前記制御装置により、前記仮想モデル試験予測データと実モデル試験予測データに基づいて、実モデル試験予測データを制御予測値として記憶し、
前記制御装置により、制御予測値に基づいて、実モデル試験装置において、仮想空間に存在する被試験構造物の一部の試験片に相当する、物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷して試験を開始し、
前記制御装置により、前記実モデル試験装置における実際の試験中の挙動データと、仮想空間に存在する被試験構造物の挙動データとを比較して、比較結果に基づいて、実モデル試験装置における試験条件を制御するように構成したことを特徴とする。

【0018】

このように構成することによって、仮想空間演算装置により、仮想空間に存在する被試験構造物に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を予め計算して、仮想モデル試験予測データを作成している。
そして、仮想空間に存在する被試験構造物の一部の試験片に相当する、物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷した際の挙動を仮想モデル試験予測データに基づいて予め計算して、実モデル試験予測データを作成している。
さらに、制御装置により、仮想モデル試験予測データと実モデル試験予測データに基づいて、実モデル試験予測データを制御予測値として記憶し、制御装置により、制御予測値に基づいて、実モデル試験装置において、仮想空間に存在する被試験構造物の一部の試験片に相当する、物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷して試験を開始している。

【0019】

そして、制御装置により、実モデル試験装置における実際の試験中の挙動データと、仮想空間に存在する被試験構造物の挙動データとを比較して、比較結果に基づいて、実モデル試験装置における試験条件を制御している。

【0020】

従って、実モデル試験装置において、制御遅れが極めて少なく、仮想モデルの解析結果が発散するおそれがなく、大型で高速な制御装置が不要で、正確な解析ができる。

【0021】

しかも、例えば、ダンパー付免震装置などの速度依存性を有する構造物に対しても、実際の物理空間にある試験片と、コンピュータ上の仮想空間にある試験片モデルの挙動結果を融合して、より実際の現象に近く、試験結果を解析することが可能である。

【0022】

これにより、予め挙動についてある程度計算できる試験対象物に対して、試験の途中で任意の入力を行い、その反応をフィードバックするシミュレーション試験に適用することができる。

【0023】

また、本発明の試験装置は、前記制御装置における試験条件の制御が、ＰＩＤ制御とフィードフォワード制御と、制御量補償フィードバック制御によって行われることを特徴とする。

【0024】

このように構成することによって、通常のＰＩＤ制御と、フィードフォワード制御をお行い、さらに、制御量補償フィードバック制御によって、随時制御量を補償している。これにより、制御遅れの影響が、仮想モデル試験のモデル演算に対して影響を及ぼさないようにすることができる。

【0025】

また、本発明の試験装置は、前記制御装置における試験条件の制御が、前記実モデル試験装置における実際の試験ステップ中の挙動データに基づいて、仮想空間に存在する被試験構造物の挙動データを計算して、その計算結果に基づいて、実モデル試験装置における次の試験ステップの試験条件を制御するように構成したことを特徴とする。

【0026】

このように構成することによって、実モデル試験装置における実際の試験ステップ中の挙動データに基づいて、仮想空間に存在する被試験構造物の挙動データを計算して、その計算結果に基づいて、実モデル試験装置における次の試験ステップの試験条件を制御するので、実モデル試験装置において、制御遅れが極めて少なく、仮想モデルの解析結果が発散するおそれがなく、大型で高速な制御装置が不要で、正確な解析ができる。

【0027】

また、本発明の試験装置は、
前記制御装置が、
前記実モデル試験装置における試験条件を制御する実モデル試験制御装置と、
仮想空間に存在する被試験構造物に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を計算する仮想モデル制御装置と、
前記実モデル試験制御装置と仮想モデル制御装置との間のデータの授受を制御するデータ制御装置と、
を備えることを特徴とする。

【0028】

このように構成することによって、実モデル試験制御装置と、仮想モデル制御装置と、実モデル試験制御装置と仮想モデル制御装置との間のデータの授受を制御するデータ制御装置とから、制御装置を構成している。

【0029】

従って、実モデル試験装置における実際の試験中の挙動データと、仮想空間に存在する被試験構造物の挙動データとを比較して、比較結果に基づいて、実モデル試験装置における試験条件を制御することが容易となり、実モデル試験装置において、制御遅れが極めて少なく、仮想モデルの解析結果が発散するおそれがなく、大型で高速な制御装置が不要で、正確な解析ができる。

【発明の効果】

【0030】

本発明によれば、仮想空間演算装置により、仮想空間に存在する被試験構造物に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を予め計算して、仮想モデル試験予測データを作成している。
そして、仮想空間に存在する被試験構造物の一部の試験片に相当する、物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷した際の挙動を仮想モデル試験予測データに基づいて予め計算して、実モデル試験予測データを作成している。
さらに、制御装置により、仮想モデル試験予測データと実モデル試験予測データに基づいて、実モデル試験予測データを制御予測値として記憶し、制御装置により、制御予測値に基づいて、実モデル試験装置において、仮想空間に存在する被試験構造物の一部の試験片に相当する、物理空間に実際に存在する被試験構造物に対して、実際に外力を負荷して試験を開始している。

【0031】

そして、制御装置により、実モデル試験装置における実際の試験中の挙動データと、仮想空間に存在する被試験構造物の挙動データとを比較して、比較結果に基づいて、実モデル試験装置における試験条件を制御している。

【0032】

従って、実モデル試験装置において、制御遅れが極めて少なく、仮想モデルの解析結果が発散するおそれがなく、大型で高速な制御装置が不要で、正確な解析ができる。

【0033】

しかも、例えば、ダンパー付免震装置などの速度依存性を有する構造物に対しても、実際の物理空間にある試験片と、コンピュータ上の仮想空間にある試験片モデルの挙動結果を融合して、より実際の現象に近く、試験結果を解析することが可能である。

【0034】

これにより、予め挙動についてある程度計算できる試験対象物に対して、試験の途中で任意の入力を行い、その反応をフィードバックするシミュレーション試験に適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】図１は、本発明の試験装置の全体を示す概略図である。

【図2】図２は、図１の試験装置の使用状態を説明する概略図である。

【図3】図３は、本発明の試験装置の制御方法を示す概略図である。

【図4】図４は、本発明の試験装置の制御方法を示すブロック図である。

【図5】図５は、従来の試験装置において、変位と時間との関係を示すグラフである。

【図6】図６は、本発明の試験装置において、変位と時間との関係を示すグラフである。

【図7】図７は、本発明の試験装置について、実際に地震波を想定して、ラーメン高架橋について、モデル試験を行った場合の変位と時間との関係を示すグラフである。

【図8】図８は、従来の試験装置の全体を示す概略図である。

【図9】図９は、図８の従来の試験装置の使用状態を説明する概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下、本発明の実施の形態（実施例）を図面に基づいてより詳細に説明する。

【0037】

図１は、本発明の試験装置の全体を示す概略図、図２は、図１の試験装置の使用状態を説明する概略図、図３は、本発明の試験装置の制御方法を示す概略図、図４は、本発明の試験装置の制御方法を示すブロック図である。

【0038】

図１、図２において、符号１０は、全体で本発明の試験装置を示している。

【0039】

図１〜図２に示したように、本発明の試験装置１０は、例えば、加振装置などの物理空間Ａに実際に存在する被試験構造物Ｃ１に対して、実際に外力を負荷して、各種の試験を行う実モデル試験装置１２を備えている。

【0040】

そして、この実モデル試験装置１２の試験条件を制御し、実モデル試験装置１２の復元力などの挙動データを授受する実モデル試験制御装置１４を備えている。また、図１に示したように、仮想空間Ｂに存在する、例えば、橋梁などの被試験構造物Ｃ２に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を計算する仮想空間演算装置として機能する仮想モデル制御装置１６を備えている。

【0041】

なお、図１に示したように、実モデル試験装置１２の被試験構造物Ｃ１は、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の一部の試験片（楕円で示したＤ部分）に相当するものである。

【0042】

さらに、試験装置１０は、これらの実モデル試験制御装置１４と、仮想モデル制御装置１６との間のデータの授受を制御するデータ制御装置１８を備えている。また、仮想モデル制御装置１６と、このデータ制御装置１８との間は、図２に示したように、例えば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコル準拠のデータを授受するＬＡＮネットワーク２２によって、データの授受が行われるようになっている。

【0043】

また、図１、図２に示したように、これらの実モデル試験装置１２、実モデル試験制御装置１４、仮想モデル制御装置１６、ならびに、データ制御装置１８を、一括して統合的に制御するための制御装置２０を備えている。

【0044】

ところで、従来の試験装置１００では、データ制御装置１０８におけるデジタル制御器のサンプリング、または、機械的な要因によって遅れが生じる。制御遅れは、「負の減衰」とみなされ、仮想モデルの解析結果が発散するおそれがある。このため、制御遅れが、なるべく解析結果に影響を及ぼさないようにする必要がある。

【0045】

本発明の試験装置１０では、例えば、仮想モデル制御装置１６において、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２に対して、仮想的に外力を負荷した際の挙動を予め計算して、仮想モデル試験予測データを作成している。

【0046】

また、例えば、実モデル試験制御装置１４において、実モデル試験装置１２で、仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の一部の試験片に相当する、物理空間Ａに実際に存在する被試験構造物Ｃ１に対して、実際に外力を負荷した際の挙動を仮想モデル試験予測データに基づいて予め計算して、実モデル試験予測データを作成している。

【0047】

そして、これらの仮想モデル試験予測データと実モデル試験予測データに基づいて、実モデル試験予測データを制御予測値として、例えば、仮想モデル制御装置１６に記憶している。

【0048】

この制御予測値に基づいて、実モデル試験装置１２において、仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の一部の試験片に相当する、物理空間Ａに実際に存在する被試験構造物Ｃ１に対して、実際に外力を負荷して試験を開始する。

【0049】

そして、実モデル試験装置１２における実際の試験中の挙動データと、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の挙動データとを比較して、比較結果(差分)に基づいて、実モデル試験装置１２における試験条件を制御するように構成されている。

【0050】

すなわち、実モデル試験装置１２における実際の試験ステップ中の挙動データに基づいて、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の挙動データを計算して、その計算結果に基づいて、実モデル試験装置１２における次の試験ステップの試験条件を制御するように構成している。

【0051】

このような制御は、具体的には、図３に示したように下記のようにして実施される。

【0052】

先ず、図３に示したように、ｔ＝０の時点において、仮想モデル制御装置１６において、例えば、地動加速度などの力の入力がなされる。また、これと同時に、すなわち、ｔ＝０の時点において、図３の矢印Ｐ１に示したように、仮想モデル制御装置１６から、仮想モデル制御装置１６に予め記憶されている制御予測値が、実モデル試験制御装置１４に入力される。

【0053】

これにより、ｔ＝０の時点において、実モデル試験装置１２で、物理空間Ａに実際に存在する被試験構造物Ｃ１に対して、試験ステップＳ１において、実際に外力を負荷する。

【0054】

そして、t＝δの時点において、実モデル試験装置１２において、実モデル試験制御装置１４で計測された、例えば、復元力などの計測値が、図３の矢印Ｐ２で示したように、仮想モデル制御装置１６にフィードバックされ、仮想モデル制御装置１６内において、t＝δの時点における地動加速度データとされる。

【0055】

このt＝δの時点において、実モデル試験制御装置１４においては、予め記憶されている制御予測値に基づいて、試験ステップＳ２において、実モデル試験装置１２で、物理空間Ａに実際に存在する被試験構造物Ｃ１に対して、実際に外力を負荷し続けている。

【0056】

一方、仮想モデル制御装置１６内において、t＝δの時点において、実モデル試験装置１２からのフィードバックされた実モデル試験制御装置１４で計測された、例えば、復元力などの計測値と、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の挙動データとを比較して、比較結果(差分)に基づいて、実モデル試験装置１２における試験ステップＳ２における試験条件を制御する。

【0057】

すなわち、仮想モデル制御装置１６において、実モデル試験装置１２における実際の試験ステップＳ１の挙動データに基づいて、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の挙動データを計算する。そして、その計算結果に基づいて、図３の矢印Ｐ３で示したように、補正された制御予測値が、実モデル試験制御装置１４に入力され、これにより、実モデル試験装置１２における次の試験ステップ（試験ステップＳ２）の試験条件が実モデル試験制御装置１４により制御されるようになっている。

【0058】

なお、この場合、実モデル試験装置１２からのフィードバックされた実モデル試験制御装置１４で計測された、例えば、復元力などの計測値と、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の挙動データとを比較して、比較結果に差分がない場合には、実モデル試験制御装置１４においては、予め記憶されている制御予測値に基づいて、試験ステップＳ２において、実モデル試験装置１２で、物理空間Ａに実際に存在する被試験構造物Ｃ１に対して、実際に外力を負荷し続けることになる。

【0059】

そして、同様に、t＝２δの時点において、実モデル試験装置１２において、実モデル試験制御装置１４で計測された、例えば、復元力などの計測値が、図３の矢印Ｐ４で示したように、仮想モデル制御装置１６にフィードバックされ、仮想モデル制御装置１６内において、t＝２δの時点における地動加速度データとされる。

【0060】

このt＝２δの時点において、実モデル試験制御装置１４においては、予め記憶されている制御予測値に基づいて、試験ステップＳ３において、実モデル試験装置１２で、物理空間Ａに実際に存在する被試験構造物Ｃ１に対して、実際に外力を負荷し続けている。

【0061】

一方、仮想モデル制御装置１６内において、t＝２δの時点において、実モデル試験装置１２からのフィードバックされた実モデル試験制御装置１４で計測された、例えば、復元力などの計測値と、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の挙動データとを比較して、比較結果(差分)に基づいて、実モデル試験装置１２における試験ステップＳ３における試験条件を制御する。

【0062】

すなわち、仮想モデル制御装置１６において、実モデル試験装置１２における実際の試験ステップＳ２の挙動データに基づいて、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の挙動データを計算する。そして、その計算結果に基づいて、図３の矢印Ｐ５で示したように、補正された制御予測値が、実モデル試験制御装置１４に入力され、これにより、実モデル試験装置１２における次の試験ステップ（試験ステップＳ３）の試験条件が実モデル試験制御装置１４により制御されるようになっている。

【0063】

このようなサイクルが、図３に示したように繰り返して行われるようになっている。これにより、図３に示したように、実モデル試験装置１２において、実モデル試験制御装置１４で計測された、例えば、復元力などの計測値と、仮想モデル制御装置１６内における地動加速度データが、制御遅れがほとんどなく同時に取得することができる。

【0064】

すなわち、図５のグラフに示したように、従来の試験装置１００では、コマンド（点線）において制御遅れが発生しているが、図６の本発明の試験装置１０では、ほとんど制御遅れが発生していないことが分かる。

【0065】

また、図７のグラフに示したように、実際に地震波を想定して、ラーメン高架橋について、モデル試験を行った場合に、図７のＥ部分に示したように、最大誤差変位量が３ｍｍであり、ほとんど仮想モデル制御装置１６の制御値（点線）と、実モデル試験装置１２における実施の動き（実線）がほとんど追随していることがわかる。

【0066】

なお、このような制御は、図４のブロック図に示したように、通常のＰＩＤ制御器３０に入力を行うとともに、フィードフォワード制御３２を行い、さらに、制御サンプリング毎に、制御量補償フィードバック制御３４によって補正することによって行われる。すなわち、制御対象からのフィードバックを、可変ウェイト３６でモニタし、入力値を補正することによって、通常のＰＩＤ制御より追随性が向上した制御を行うように構成されている。

【0067】

このように構成される本発明の試験装置１０によれば、仮想モデル試験予測データと実モデル試験予測データに基づいて、制御予測値を作成して記憶し、制御予測値に基づいて、実モデル試験装置１２において、物理空間Ａに実際に存在する被試験構造物Ｃ１に対して、実際に外力を負荷して試験を開始している。

【0068】

そして、実モデル試験装置１２における実際の試験中の挙動データと、仮想モデル制御装置１６の仮想空間Ｂに存在する被試験構造物Ｃ２の挙動データとを比較して、比較結果に基づいて、実モデル試験装置１２における試験条件を制御している。

【0069】

従って、実モデル試験装置１２において、制御遅れが極めて少なく、仮想モデルの解析結果が発散するおそれがなく、解析が簡単で、大型で高速な制御装置が不要で、正確な解析ができる。

【0070】

しかも、例えば、ダンパー付免震装置などの速度依存性を有する構造物に対しても、実際の物理空間Ａにある試験片（被試験構造物Ｃ１）と、コンピュータ上（仮想モデル制御装置１６）の仮想空間Ｂにある試験片モデル（被試験構造物Ｃ２）の挙動結果を融合して、より実際の現象に近く、試験結果を解析することが可能である。

【0071】

これにより、予め挙動についてある程度計算できる試験対象物に対して、試験の途中で任意の入力を行い、その反応をフィードバックするシミュレーション試験に適用することができる。

【0072】

なお、上記実施例では、制御装置として、実モデル試験制御装置１４、仮想モデル制御装置１６、データ制御装置１８、制御装置２０とから構成したが、一つの制御装置から構成してその内部で、データ、コマンドの授受を行う、複数の制御部を構築するように構成することも可能である。

【0073】

以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、本発明の試験装置１０は、試験装置として、例えば、自動車部品(駆動系や足回りの金属部品やゴム部品、ショックアブソーバなど)などの機械部品について、これらの自動車完成品などの完成品について、さらに、土木関係(橋桁、橋梁や建物用の免震ゴムなど)の構造物について、材料試験、振動試験、疲労試験、特性試験などを行うための材料試験装置、振動試験装置、疲労試験装置など各種の試験装置に適用することが可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【産業上の利用可能性】

【0074】

本発明は、例えば、橋梁、ビル、住宅などの建築物などの構造物の被試験構造物に対して、外力を負荷して載荷試験などの各種の試験を行うための試験装置に適用することができる。

【符号の説明】

【0075】

１０ 試験装置
１２ 実モデル試験装置
１４ 実モデル試験制御装置
１６ 仮想モデル制御装置
１８ データ制御装置
２０ 制御装置
３０ ＰＩＤ制御器
３２ フィードフォワード制御
３４ 制御量補償フィードバック制御
３６ 可変ウェイト
１００ 試験装置
１０２ 実モデル試験装置
１０４ 実モデル試験制御装置
１０６ 仮想モデル制御装置
１０８ データ制御装置
１１０ ネットワーク
Ａ 物理空間
Ｂ 仮想空間
Ｃ１ 被試験構造物
Ｃ２ 被試験構造物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】