【摘要】：地震模擬振動臺是一種主要應用于結構抗震試驗的關鍵設備,利用該設備可以模擬地震環(huán)境,從而檢驗結構的抗震性能。研制能滿足地震模擬試驗要求的地震模擬振動臺,對推動我國的結構抗震研究工作和防震減災事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。其中,對地震模擬振動臺控制系統(tǒng)的研究是一個重要的研究課題。地震模擬試驗要求振動臺系統(tǒng)具有一定的工作頻寬,并能達到一定的地震波復現(xiàn)精度。為滿足上述要求,地震模擬振動臺控制系統(tǒng)一般包括伺服控制系統(tǒng)和振動控制系統(tǒng)。本文對地震模擬振動臺控制的關鍵技術做了深入研究,具體包括了以下工作:1、地震模擬振動臺三參量控制策略。對于伺服控制系統(tǒng),本文研究采用了三參量控制策略,研究了三參量控制對于系統(tǒng)特性的校正作用。本文對三參量控制中的三參量信號發(fā)生器的功能實現(xiàn)做了研究和分析,提出了基于時域積分和基于頻域積分的三參量信號發(fā)生器,提高了積分精度和三參量控制效果。2、地震模擬振動臺系統(tǒng)辨識。對伺服控制系統(tǒng)進行準確的系統(tǒng)辨識,是振動控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)的基礎。本文采用非參數(shù)頻響函數(shù)估計方法實現(xiàn)對伺服控制系統(tǒng)加速度閉環(huán)傳遞函數(shù)的辨識,并特別設計了一種基于正弦掃頻的加速度激勵信號,用以對振動臺做系統(tǒng)辨識,確保滿足試驗設備參數(shù)要求,避免試驗設備的損壞。3、地震模擬振動臺迭代學習控制。在對伺服控制系統(tǒng)的辨識的基礎上,基于開環(huán)學習方式,提出了地震模擬振動臺迭代學習控制算法和控制流程。針對地震模擬振動臺試驗中實際存在的控制系統(tǒng)的滯后問題,提出了基于時滯估計的迭代學習控制算法,論證了算法的收斂性,并提出了相應的算法流程。4、地震模擬振動臺調(diào)試。構建單自由度地震模擬振動臺實驗平臺,對控制算法進行了實驗調(diào)試和功能驗證。實驗結果表明:(1)采用本文提出的改進的三參量信號發(fā)生器相較于采用傳統(tǒng)的三參量信號發(fā)生器,控制精度更高;(2)采用三參量控制策略后伺服控制系統(tǒng)的工作頻寬達到了要求;(3)本文提出的基于時滯估計的迭代學習控制算法,可以在控制系統(tǒng)存在滯后的實際情況下使算法收斂,并通過多次的迭代控制實驗實現(xiàn)了高精度的地震波形復現(xiàn)。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P315.8;TP273;TU317
【圖文】：

開始了三向六自由度地震模似搌動臺的研制工作，并由日立公司和三菱公司分逡逑別研制成功Ｗ。２００５年日本科學技術廳和國立防災科學技術研究所建成了目前逡逑世界上最大的地震模擬振動臺，如圖１．１所示，其臺面尺寸達到１５ｍｘ２０ｍ，可逡逑以載重１２００ｔｌｌ２】。由于日本對地震模擬振動臺的研究和應用起步很早，目前日逡逑本國內(nèi)擁有的地震模擬振動臺的數(shù)量相當可觀。逡逑圖１．１日本Ｅ－ｄｅｆｅｎｓｅ地震模擬振動臺逡逑除了日本以外，美國、英國和德國等r畯止葉己茉緄乜劑說卣鵡Ｄ庹皴義隙ǖ難兄乒ぷ鰲Ｃ攔謖庖渙煊蜃鈧鬧圃焐濤停裕庸荊霉咀鈐玨義嫌冢保梗叮改杲ǔ閃說プ雜啥鵲卣鵡Ｄ庹穸�，此后于１９ＡP蹦暄兄瞥曬α聳瀾縭族義咸ㄋ較虻卣鵡Ｄ庹穸ǎ傭霉駒謖庖渙煊虻牧煜鵲匚淮螄鋁思崾靛義系幕�。此后，ＭＴＳ公笋x詰卣鵡Ｄ庹穸ǖ難兄屏煊蛉〉昧絲燜俚姆⒄�，在辶x希插義

本文編號：2731844