【摘要】：地震模擬振動(dòng)臺是一種主要應(yīng)用于結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的關(guān)鍵設(shè)備,利用該設(shè)備可以模擬地震環(huán)境,從而檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的抗震性能。研制能滿足地震模擬試驗(yàn)要求的地震模擬振動(dòng)臺,對推動(dòng)我國的結(jié)構(gòu)抗震研究工作和防震減災(zāi)事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。其中,對地震模擬振動(dòng)臺控制系統(tǒng)的研究是一個(gè)重要的研究課題。地震模擬試驗(yàn)要求振動(dòng)臺系統(tǒng)具有一定的工作頻寬,并能達(dá)到一定的地震波復(fù)現(xiàn)精度。為滿足上述要求,地震模擬振動(dòng)臺控制系統(tǒng)一般包括伺服控制系統(tǒng)和振動(dòng)控制系統(tǒng)。本文對地震模擬振動(dòng)臺控制的關(guān)鍵技術(shù)做了深入研究,具體包括了以下工作:1、地震模擬振動(dòng)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(shí)現(xiàn)做了研究和分析,提出了基于時(shí)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(dòng)臺系統(tǒng)辨識。對伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的系統(tǒng)辨識,是振動(dòng)控制系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。本文采用非參數(shù)頻響函數(shù)估計(jì)方法實(shí)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(shè)計(jì)了一種基于正弦掃頻的加速度激勵(lì)信號,用以對振動(dòng)臺做系統(tǒng)辨識,確保滿足試驗(yàn)設(shè)備參數(shù)要求,避免試驗(yàn)設(shè)備的損壞。3、地震模擬振動(dòng)臺迭代學(xué)習(xí)控制。在對伺服控制系統(tǒng)的辨識的基礎(chǔ)上,基于開環(huán)學(xué)習(xí)方式,提出了地震模擬振動(dòng)臺迭代學(xué)習(xí)控制算法和控制流程。針對地震模擬振動(dòng)臺試驗(yàn)中實(shí)際存在的控制系統(tǒng)的滯后問題,提出了基于時(shí)滯估計(jì)的迭代學(xué)習(xí)控制算法,論證了算法的收斂性,并提出了相應(yīng)的算法流程。4、地震模擬振動(dòng)臺調(diào)試。構(gòu)建單自由度地震模擬振動(dòng)臺實(shí)驗(yàn)平臺,對控制算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)調(diào)試和功能驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:(1)采用本文提出的改進(jìn)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(dá)到了要求;(3)本文提出的基于時(shí)滯估計(jì)的迭代學(xué)習(xí)控制算法,可以在控制系統(tǒng)存在滯后的實(shí)際情況下使算法收斂,并通過多次的迭代控制實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了高精度的地震波形復(fù)現(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(dòng)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(xué)技術(shù)廳和國立防災(zāi)科學(xué)技術(shù)研究所建成了目前逡逑世界上最大的地震模擬振動(dòng)臺，如圖１．１所示，其臺面尺寸達(dá)到１５ｍｘ２０ｍ，可逡逑以載重１２００ｔｌｌ２】。由于日本對地震模擬振動(dòng)臺的研究和應(yīng)用起步很早，目前日逡逑本國內(nèi)擁有的地震模擬振動(dòng)臺的數(shù)量相當(dāng)可觀。逡逑圖１．１日本Ｅ－ｄｅｆｅｎｓｅ地震模擬振動(dòng)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ǎ撕笥冢保梗罰蹦暄兄瞥曬α聳瀾縭族義咸ㄋ較虻卣鵡Ｄ庹穸�，磦蝤为该公笋x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