考慮作動(dòng)器特性的實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)等效力控制方法.pdf

1、實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法是將數(shù)值子結(jié)構(gòu)計(jì)算與試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)實(shí)時(shí)加載試驗(yàn)相結(jié)合的聯(lián)機(jī)試驗(yàn)方法。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)相比，實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)加載設(shè)備和積分算法都有更高的要求。這就需要對(duì)實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的可行性進(jìn)行判斷，并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行估計(jì)。準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的數(shù)值仿真模型是對(duì)試驗(yàn)預(yù)估的一個(gè)重要手段。
　　本文基于Colorado University結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室的液壓伺服作動(dòng)器數(shù)值模型建立了實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)等效力控制方法的 Simulink數(shù)值仿真模

2、型，并針對(duì)具有位移相關(guān)型試件和速度相關(guān)型試件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值仿真分析。主要結(jié)論如下：
　　首先，建立了采用等效力控制方法實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn) Simulink數(shù)值仿真模型。此模型考慮了電液伺服作動(dòng)器的高階特性、非線性特性及試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性對(duì)試驗(yàn)的影響。
　　其次，采用PID等效力控制器，應(yīng)用非線性電液伺服作動(dòng)器模型進(jìn)行試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)為位移相關(guān)型試件的實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值仿真，仿真表明，等效力 P控制得到的位移響應(yīng)存在較大抖動(dòng)，而等

3、效力 PI控制器能夠解決位移抖動(dòng)問(wèn)題。當(dāng)試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)為單自由度位移相關(guān)型試件時(shí)，設(shè)計(jì)了等效力LQG控制器，研究表明，選擇合適的權(quán)矩陣可以使仿真結(jié)果與精確解吻合較好。
　　最后，對(duì)試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)為速度相關(guān)型試件的實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值仿真分析，研究了PID等效力控制器比例、微分、積分增益對(duì)速度反應(yīng)的影響。研究表明， PI控制器可以對(duì)等效力控制系統(tǒng)進(jìn)行很好的控制。針對(duì)試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)為速度相關(guān)型試件的實(shí)時(shí)子結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)了等效力LQG控制器，以單