基于频域辨识的振动台控制参数整定方法研究

地震模拟振动台控制参数是决定系统性能的主要因素之一,采用简谐信号扫频作为辨识输入激励振动台系统,由实际输入输出信号通过最小二乘频域拟合辨识得到系统传递函数,通过辨识模型的控制参数理论计算得到振动台的三参量理论控制参数,经微调得到实际系统参数。仿真计算表明:所提出算法可以得到较理想的控制参数,该方法可应用于振动台三参量控制参数整定。     

基于加加速度的地震模拟振动台控制技术

地震模拟振动台试验是工程结构地震反应模拟和抗震性能观测的直接有效的手段,但由于电液伺服地震模拟振动台系统具有复杂的非线性,当伺服阀90°相移频率与系统油柱共振频率比较接近时,伺服阀特性对振动台系统特性有较大影响,严重影响系统的有效频带范围。现有的电液伺服地震模拟振动台系统的有效频带多为0.4～50 Hz,不足以满足大比例缩尺结构抗震试验的需求。为减小现有电液伺服地震模拟振动台系统的伺服阀特性对系统性能的影响和拓宽振动台系统的有效频带,在三参量控制的基础上,将加加速度反馈信号和加加速度前馈信号引入控制环节,形成一种基于加加速度的地震模拟振动台多参量控制算法。对所提出的控制算法的控制效果进行了理论推导和系统仿真分析,揭示了加加速度反馈可降低系统油柱共振频率并减小伺服阀特性对振动台系统性能的影响,而加加速度前馈使得系统的有效频带由三参量控制下的0.35～54 Hz拓宽至0.35～64 Hz,表明所提出的基于加加速度的地震模拟振动台多参量控制算法明显改善了地震模拟振动台的控制性能。     

地震模拟振动台阵系统的精细化建模与频响仿真

为解决地震模拟振动台建模中的非线性问题,采用Matlab/Simulink中的Sim Hydraulics、Sim Mechanics模块对北京工业大学地震模拟振动台九子台阵进行了精细化建模与仿真,分析了伺服阀特性、台面质量及油源压力对系统频响特性的影响,给出了振动台建设中合理的台面质量范围,得出了试验中通常应该采用的理想油源压力.研究结果表明:伺服阀频率对振动台系统频响特性的影响较大而伺服阀的阻尼比对此几乎没有影响.     

基于加加速度的地震模拟振动台控制技术（特约稿）

地震模拟振动台试验是工程结构地震反应模拟和抗震性能观测的直接有效的手段,但由于电液伺服地震模拟振动台系统具有复杂的非线性,当伺服阀90°相移频率与系统油柱共振频率比较接近时,伺服阀特性对振动台系统特性有较大影响,严重影响系统的有效频带范围。现有的电液伺服地震模拟振动台系统的有效频带多为0.4～50 Hz,不足以满足大比例缩尺结构抗震试验的需求。为减小现有电液伺服地震模拟振动台系统的伺服阀特性对系统性能的影响和拓宽振动台系统的有效频带,在三参量控制的基础上,将加加速度反馈信号和加加速度前馈信号引入控制环节,形成一种基于加加速度的地震模拟振动台多参量控制算法。对所提出的控制算法的控制效果进行了理论推导和系统仿真分析,揭示了加加速度反馈可降低系统油柱共振频率并减小伺服阀特性对振动台系统性能的影响,而加加速度前馈使得系统的有效频带由三参量控制下的0.35～54 Hz拓宽至0.35～64 Hz,表明所提出的基于加加速度的地震模拟振动台多参量控制算法明显改善了地震模拟振动台的控制性能。     

振动台系统的最小二乘辨识方法研究

地震模拟振动台的模型获取是开展振动台控制研究的必要环节,基于Simulink建立地震模拟振动台仿真模型,采用最小二乘法对该模型进行模型参数辨识研究,研究结果表明:辨识模型能够很好地再现振动台系统自身的特性,最小二乘辨识方法可以用于地震模拟振动台液压系统和控制系统的辨识。     

振动台与偏心负载相互作用的机理研究EI北大核心CSCD

为研究振动台与偏心负载的相互作用机理,构建了振动台与偏心负载的传递函数矩阵,研究了负载与振动台的质量比、转动惯量比,以及负载重心和激振器分别至振动台台面中心距离的比(偏心距离比)对传递函数矩阵的影响。结果表明:质量比对传递函数矩阵的影响最大,偏心距离比次之,转动惯量比最小。由于振动台-负载相互作用的影响,振动台的有效工作频段下降了71.13%,两激振器间的耦合作用被放大了至少37.15倍。基于以上研究,提出了一种实时补偿控制策略的拓展形式,并分别从频域和时域角度分析了所提策略的有效性。分析表明,两个激振器复现地震动记录的波形相关系数分别提升了14.04%和4.78%,所提出的控制策略能够很好的补偿振动台与偏心负载间的相互作用。     

基于EASY5地震模拟振动台控制系统仿真

EASY5软件是一套面向多学科的动态系统仿真软件,具有模型库丰富、建模方便、便于二次开发等诸多优点。基于EASY5建立了地震模拟振动台系统的仿真模型,进行了地震波输入下的系统仿真分析。仿真结果表明:EASY5可以很好地模拟振动台系统的特性,可以用于地震模拟振动台控制系统的精细化建模和复杂算法研究。