岩石試験用サーボ試験機の制御性
Appendix 1 サーボ試験機のパラメータについて

 今回使用したモデルにおいて、サーボ試験機の制御性を表すパラメータは、シリンダ中の油のコンプライアンスΛ、固有円振動数ωn、減衰係数比ζである。これらのパラメータがわかると、図7を用いて制御限界を簡単に求めることができる。

 試験機の各要素の諸元が明らかな場合には、本文中の式より、これらは計算できる。しかし、実際には不明なことも多いと思われるので、以下にこれらを比較的簡単に求める方法について述べる。

1)Λ

Λは、以下のように表される。

Λ=V/(2KA2λ0

式中、Kは油の体積弾性率、λ0は岩石の初期コンプライアンスである。ピストンの受圧面積Aは、(荷重)/(油圧源の圧力)より求まる。シリンダの片側の体積Vは、(ピストンのストローク)・Aより求まる。

2)ωn、ζ

 無負荷時における周波数応答特性を求め、ボード線図を書く。得られたボード線図と、二次遅れ系の解析解とを対比してωnとζを求める。図示されたボード線図(増淵,1984)を使用すれば、より簡単にωnとζを求めることができる。

なお、試験機Bを使用し、稲田花崗岩の試験を行った時のパラメータの値を参考までに以下に示す。

 Λ=0.2  ζ=0.6  ωn=36