發(fā)布時(shí)間：2020-03-30 01:37

【摘要】：由擬動(dòng)力試驗(yàn)發(fā)展而來的實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)充分利用了數(shù)值模擬的高效性和物理試驗(yàn)真實(shí)可靠的優(yōu)點(diǎn),非常適用于評(píng)估含有率相關(guān)構(gòu)件如磁流變阻尼器的減、隔震結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制性能。保證子結(jié)構(gòu)邊界實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)是實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)成功的關(guān)鍵,這就需要作動(dòng)器精確復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的期望位移。然而,作動(dòng)器加載時(shí)滯的存在會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)誤差,甚至?xí)绊懺囼?yàn)穩(wěn)定性。在磁流變阻尼器的實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)系統(tǒng)中,磁流變阻尼器的強(qiáng)非線性會(huì)導(dǎo)致加載系統(tǒng)時(shí)滯波動(dòng),適用于定時(shí)滯系統(tǒng)的常規(guī)時(shí)滯補(bǔ)償方法的補(bǔ)償效果往往不夠理想,自適應(yīng)時(shí)滯補(bǔ)償方法可以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)時(shí)滯補(bǔ)償,對(duì)提高試驗(yàn)加載精度及抗震性能評(píng)估具有重要意義。本文針對(duì)實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)中的變時(shí)滯補(bǔ)償問題展開了研究,主要工作及結(jié)論如下:(1)為了提高基于模型參數(shù)識(shí)別的自適應(yīng)時(shí)滯補(bǔ)償方法的適用性,提出了如下改進(jìn)措施,在補(bǔ)償器中使用期望位移代替了試件的實(shí)測(cè)位移,提高了方法的魯棒性;使用加窗最小二乘法完成參數(shù)估計(jì),簡(jiǎn)化了試驗(yàn)流程,試驗(yàn)啟動(dòng)更加平穩(wěn)。開展了基于改進(jìn)方法的磁流變阻尼器實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)的數(shù)值模擬和真實(shí)試驗(yàn),分析表明改進(jìn)方法的時(shí)滯補(bǔ)償效果優(yōu)于基于多項(xiàng)式位移預(yù)測(cè)的時(shí)滯補(bǔ)償方法。(2)提出了基于PI反饋修正和MCS反饋修正的兩種自適應(yīng)時(shí)滯補(bǔ)償方法,并開展了掃頻及正弦位移工況、指定期望位移工況和實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)的數(shù)值模擬。大量數(shù)值模擬結(jié)果表明,引入反饋修正后,常規(guī)方法和自適應(yīng)前饋時(shí)滯補(bǔ)償方法均能夠獲得更小的均方根誤差、最大位移誤差和誤差標(biāo)準(zhǔn)差,且基于反饋修正的自適應(yīng)方法的時(shí)滯補(bǔ)償效果明顯優(yōu)于常規(guī)方法;相比MCS反饋修正方法,整定后的PI反饋修正方法適用多種加載工況,魯棒性好。(3)總結(jié)了外環(huán)反饋參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)整定方法,開展了以三層鋼框架為數(shù)值子結(jié)構(gòu),磁流變阻尼器為試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)的實(shí)時(shí)混合試驗(yàn),驗(yàn)證了本文提出的基于反饋修正的自適應(yīng)時(shí)滯補(bǔ)償方法的可行性與補(bǔ)償效果。大量試驗(yàn)結(jié)果表明,外環(huán)PI反饋方法的參數(shù)易整定,時(shí)滯補(bǔ)償效果最好,能夠提升磁流變阻尼器實(shí)時(shí)混合試驗(yàn)的精度。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文應(yīng)前饋時(shí)滯補(bǔ)償方法控制[65]是一種應(yīng)用相對(duì)廣泛的自適應(yīng)控制方法：通過被控線進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，直接或間接地得到補(bǔ)償器參數(shù)，從而適用情況，控制性能良好[66]。本小節(jié)主要闡述文獻(xiàn)[58]提出的自原理見圖 2-1，并為了使該方法能夠應(yīng)用于小控制步長(zhǎng)的磁驗(yàn)中，針對(duì)性地給出了改進(jìn)措施。

等之間并無嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，是一種宏觀上的系統(tǒng)的微觀參數(shù)相異。在實(shí)際試驗(yàn)中，考慮到噪聲等因素于零，一種從數(shù)值計(jì)算方面考慮的改進(jìn)方式是通過的方式，也即使用系統(tǒng)在大時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)的平均參數(shù)是當(dāng)矩陣TΦ Φ可逆性較差時(shí)，不進(jìn)行參數(shù)更新。說明自適應(yīng)前饋時(shí)滯補(bǔ)償方法的有效性，并對(duì)預(yù)試開展真實(shí)試驗(yàn)提供指導(dǎo)。選取圖 2-2 所示的單自由子結(jié)構(gòu)質(zhì)量取 10000kg，無阻尼自振周期 1s，阻尼剛度為 394.784kN/m，，試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)為磁流變阻尼器40)地震波，峰值加速度調(diào)整為 342gal。數(shù)值子結(jié)構(gòu) 1/1024s，該積分步長(zhǎng)可保證作動(dòng)器指令位移更加的運(yùn)動(dòng)速度和加速度。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU317

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2606827