地震模擬振動臺是結構抗震領域一種主要的實驗設備。實驗人員將建筑物經(jīng)過“縮尺模型”后放置到振動臺面上,施加地震波形式的振動,可以在短時間內(nèi)了解地震的破壞機理和建筑物的薄弱環(huán)節(jié)。目前國內(nèi)在該領域技術沉淀不足,大部分科研院所的設備主要依賴進口或者改造。對地震模擬振動臺控制方法和控制軟件進行深入研究,有助于打破發(fā)達國家的技術壟斷,推動我國防震減災事業(yè)的發(fā)展,減小地震帶來的損失。地震模擬試驗的總體目標是實現(xiàn)地震波在時域上的高精度復現(xiàn)。針對地震模擬振動臺的控制算法和軟件設計,本文的主要工作如下:1.在綜合分析地震模擬振動臺這一個非線性、大滯后、強耦合的系統(tǒng)及常用伺服控制方法的基礎上,針對硬件積分或者時域積分帶來的“基線漂移”和“累積誤差”等問題,提出一種加速度波形積分算法,用于地震波三參量參考信號的生成,復現(xiàn)真實物理環(huán)境。2.對離線迭代學習控制算法的原理、收斂性和魯棒性均進行了透徹的剖析,重點研究算法的工程化實施方案。最后針對迭代過程收斂較慢,提出一種基于時滯估計的在線反饋迭代學習控制策略,從理論上證明該算法具有更優(yōu)的收斂性和魯棒性。3.編寫界面友好、功能完善的地震模擬振動臺控制軟件,集成采集、濾... 

【文章來源】：浙江大學浙江省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1. 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外地震模擬振動臺發(fā)展概況
        1.2.2 國內(nèi)地震模擬振動臺發(fā)展概況
        1.2.3 地震模擬振動臺系統(tǒng)控制方法發(fā)展概況
        1.2.4 地震模擬振動臺軟件技術研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2. 地震模擬振動臺伺服系統(tǒng)研究
    2.1 振動臺系統(tǒng)概覽
        2.1.1 地震模擬振動臺結構
        2.1.2 系統(tǒng)特性分析
        2.1.3 時域波形復現(xiàn)精度評價指標
    2.2 伺服控制策略
        2.2.1. PID控制算法
        2.2.2. 三參量控制算法
    2.3 地震波加速度波形積分算法
        2.3.1. 基線校準
        2.3.2. 頻域積分
        2.3.3. 拉格朗日四點插值
        2.3.4. 仿真研究
    2.4 本章小結
3. 迭代學習控制算法研究
    3.1 引言
    3.2 迭代學習控制基礎理論
        3.2.1 迭代學習控制基本思想
        3.2.2 開閉環(huán)迭代學習控制策略
        3.2.3 迭代學習律
    3.3 系統(tǒng)辨識算法
        3.3.1 H1估計法
        3.3.2 基于Welch法功率譜計算
        3.3.3 辨識模型評估
    3.4 地震模擬振動臺迭代學習控制算法
        3.4.1 離線迭代學習算法基本原理
        3.4.2 離線迭代學習控制算法性能分析
    3.5 地震模擬振動臺迭代學習控制算法具體實施流程
        3.5.1 系統(tǒng)辨識過程
        3.5.2 迭代試驗過程
    3.6 基于時滯估計的在線反饋迭代學習控制算法
    3.7 仿真研究
    3.8 本章小結
4. 地震模擬振動臺控制軟件總體設計
    4.1 軟件平臺總體架構
        4.1.1 平臺開發(fā)環(huán)境
        4.1.2 軟件運行環(huán)境
    4.2 Qt與Matlab接口技術
    4.3 地震模擬振動臺控制軟件需求分析
    4.4 地震模擬振動臺軟件總體規(guī)劃
    4.5 本章小結
5. 軟件各模塊具體實現(xiàn)
    5.1 主控單元
    5.2 數(shù)據(jù)采集與通信模塊
    5.3 人機交互模塊
        5.3.1 軟件主界面
        5.3.2 參數(shù)設置
    5.4 伺服控制器模塊
    5.5 迭代控制器模塊
    5.6 數(shù)據(jù)處理與分析
        5.6.1 加速度波形積分模塊
        5.6.2 信號發(fā)生器
    5.7 數(shù)據(jù)存儲與日志
    5.8 本章小結
6. 地震模擬平臺實驗測試
    6.1 引言
    6.2 振動試驗平臺
    6.3 正弦定頻試驗
    6.4 地震波迭代控制試驗
    6.5 本章小結
7. 總結與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間主要研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國地震工程領域首個大型科學裝置落戶天津[J]. 柳建喬.  大地測量與地球動力學. 2018(11)
[2]電動振動臺建模和速度估計的實驗研究[J]. 鄒焱飚,王研博,張獻偉.  機械設計與制造. 2018(05)
[3]地震模擬振動臺三參量控制技術研究[J]. 欒強利,陳章位,徐進榮,賀惠農(nóng).  振動與沖擊. 2014(08)
[4]地震模擬振動臺臺陣控制技術的研究與發(fā)展[J]. 紀金豹,李芳芳,李振寶,孫麗娟.  結構工程師. 2012(06)
[5]世界首創(chuàng)50噸電動振動試驗系統(tǒng)在蘇州東菱研制成功[J].   內(nèi)燃機與配件. 2012(12)
[6]地震模擬振動臺控制技術及軟件研究[J]. 邱法維,沙鋒強,王剛,黃興宏,張虹基.  液壓與氣動. 2011(06)
[7]強震動加速度記錄基線校正問題探討[J]. 鄭水明,周寶峰,溫瑞智,王嵐.  大地測量與地球動力學. 2010(03)
[8]建筑結構抗震研究若干基本問題概述及討論[J]. 孫景江.  震災防御技術. 2006(02)

博士論文
[1]冗余驅動電液振動臺陣系統(tǒng)時域波形復現(xiàn)控制策略研究[D]. 張連朋.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]三維六自由度地震模擬振動臺系統(tǒng)控制技術研究與應用[D]. 李彬彬.西安建筑科技大學 2017
[3]液壓離心地震模擬振動臺模型的建立及其控制策略研究[D]. 羅中寶.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[4]地震模擬振動臺的時域復現(xiàn)控制策略研究[D]. 田磐.浙江大學 2015
[5]液壓振動試驗控制系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 欒強利.浙江大學 2015
[6]基于DSP的液壓振動臺功率譜復現(xiàn)研究[D]. 張兵.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[7]地震模擬振動臺控制方法及動態(tài)特性的研究[D]. 崔偉清.河北工業(yè)大學 2012
[8]液壓振動臺振動環(huán)境模擬的控制技術研究[D]. 楊志東.哈爾濱工業(yè)大學 2009

碩士論文
[1]地震模擬振動臺控制的關鍵技術研究[D]. 孔杰.浙江大學 2019
[2]基于定量反饋理論和自適應控制的電液伺服試驗機波形復現(xiàn)研究[D]. 高琳焜.浙江大學 2019
[3]基于Qt的軌道車顯示屏軟件設計及實現(xiàn)[D]. 夏夢迎.大連理工大學 2018
[4]電液伺服振動臺加速度諧波抑制[D]. 何堯.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[5]基于運動學模型的機械臂迭代學習控制[D]. 林清釗.浙江大學 2017
[6]六自由度振動臺系統(tǒng)地震模擬控制技術及算法研究[D]. 王國春.天津工業(yè)大學 2017
[7]大型地震模擬振動臺基礎設計關鍵問題研究[D]. 李朝靜.東南大學 2016
[8]三參量控制振動臺子結構試驗方法及TLD減振效果研究[D]. 暴印銅.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[9]基于最小控制合成算法的電液伺服振動臺控制研究[D]. 肖蕊.哈爾濱工程大學 2016
[10]加速度測試積分位移算法及其應用研究[D]. 周英杰.重慶大學 2013



本文編號：3638096